|
|
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТАЛЕЙ, % |
|
|
|
|
||
Сталь |
С |
Мп |
Si |
Сг |
Ni |
Мо |
Си |
|
13ХГМРБ |
0,10—0,16 |
0,9— 1,2 |
0,17—0,37 |
0,9— 1,3 |
До |
0,3 |
0,3—0,4 |
< 0 ,3 |
14Х2ГМРБ |
0,10—0,16 |
0,9— 1,2 |
0,17—0,37 |
1 ,1 -1 ,5 |
До |
0,3 |
0,4—0,5 |
< 0 ,3 |
14Х2ГМРЛ |
0,10—0,17 |
0,9— 1,2 |
0,20—0,40 |
1,4— 1,7 |
До |
0,3 |
0,45—0,55 |
< 0 ,3 |
14Х2ГМ |
0,10—0,16 |
0,9— 1,2 |
0,17—0,37 |
1,3— 1,7 |
До |
0,3 |
0,4—0,5 |
< 0 ,3 |
12Г2СМФАЮ |
0,09—0,15 |
1,3— 1,7 |
0,4—0,7 |
— |
До |
0,3 |
0,15—0,25 |
< 0 ,3 |
12ГН2МФАЮ |
0,09—0,16 |
0,9— 1,2 |
0,3—0,5 |
0,2—0,5 |
1,4— 1,75 |
0,15—0,25 |
< 0 ,3 |
|
12ХГН2МФБАЮ |
0,09—0,16 |
0,9— 1,3 |
0,3—0,5 |
0,5—0,9 |
1,4— 1,70 |
0,3—0,4 |
< 0 ,3 |
|
12ХГН2МФБДАЮ |
0,09—0,16 |
0,6— 1,1 |
0,2—0,5 |
0,6—0,9 |
1,4— 1,75 |
0,4—0,6 |
0,5— 1,0 |
|
12ХГН2МФДРА |
0,10—0,14 |
0,95— 1,20 |
0,15—0,35 |
0,8— 1,2 |
1,7—2,1 |
0,5—0,7 |
0,7— 1,0 |
|
14ХГН2МДАФБ |
0,12—0,17 |
1,1— 1,4 |
0,17—0,35 |
0,9— 1,3 |
1 ,7 -2 ,2 |
0,2—0,3 |
0,3—0,6 |
|
14ХГ2САФД* |
0,12—0,18 |
1,4— 1,9 |
0 ,4 -0 ,7 |
0,5—0,8 |
До |
0,3 |
— |
0,3—0,6 |
12ГНЗМФАЮДР-СШ |
0,10—0,15 |
1,2— 1,5 |
0 ,1 7 -0 ,3 7 |
— |
2,8—3,2 |
0,3—0,4 |
0,3—0,5 |
|
12ХГНЗМАФД-СШ |
0,10—0,15 |
1,0— 1,3 |
0,2—0,5 |
0,6— 1,0 |
2,5—3,0 |
0,4—0,55 |
0,5— 1,0 |
|
14ХГНМДАФБРТ* |
0,12—0,17 |
1,1— 1,4 |
0,17—0,37 |
0,9— 1,3 |
0,9— 1,3 |
0,2—0,3 |
0,6—0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
S |
| |
Р |
Сталь |
V |
Nb |
А1 |
N- |
в |
не более |
||
|
|
|
|
|
|
|||
13ХГМРБ |
_ |
0,01—0,03 |
0,02—0,08 |
|
0,001—0,004 |
0,035 |
|
0,035 |
14Х2ГМРБ |
— |
0,01—0,04 |
0,02—0,08 |
|
0,001—0,004 |
0,035 |
|
0,035 |
14Х2ГМРЛ |
— |
— |
— |
— |
0,001—0,004 |
0,035 |
|
0,035 |
14Х2ГМ |
— |
— |
— |
— |
— |
0,015 |
|
0,030 |
12Г2СМФАЮ |
0,07—0,15 |
— |
0,05—0,10 |
0,015—0,03 |
— |
0,035 |
|
0,035 |
12ГН2МФАЮ |
0,05—0,10 |
— |
0,05—0,10 |
0,02—0,03 |
— |
0,035 |
|
0,035 |
12ХГН2МФБАЮ |
0,05—0,10 |
0,02—0,06 |
0,05—0,10 |
0,02—0,03 |
— |
0,035 |
|
0,035 |
12ХГН2МФБДАЮ |
0,05—0,10 |
0,02—0,06 |
0,03—0,08 |
0,015—0,03 |
— |
0,035 |
|
0,035 |
12ХГН2МФДРА |
0,08—0,14 |
— |
0,02—0,05 |
— |
До 0,004 |
0,025 |
|
0,025 |
14ХГН2МДАФБ |
0,10—0,20 |
0,03—0,08 |
0,03—0,10 |
0,010—0,025 |
— |
0,008 |
|
0,020 |
14ХГ2САФД* |
0,08—0,16 |
— |
0,03—0,07 |
0,010—0,02 |
— |
0,020 |
|
0,035 |
12ГНЗМФАЮДР-СШ |
0,04—0,08 |
— |
0,02—0,05 |
0,008—0,02 |
0,002—0,004 |
0,010 |
|
0,020 |
12ХГНЗМАФД-СШ |
0,05—0,10 |
— |
До 0,08 |
0,008—0,02 |
— |
0,012 |
|
0,025 |
14ХГНМДАФБРТ** |
0,10—0,20 |
0,03—0,08 |
0,05—0,10 |
0,015—0,025 |
0,002—0,004 |
0,015 |
|
0,025 |
* 0.01—0.05Ti; ** 0,03-0,08Ti
оо
со
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ (НЕ МЕНЕЕ) |
ТАБЛИЦА 10.2 |
|||||
|
|
|
|
|
КС и, Дж /см*, при |
|
Сталь |
Толщина, |
а0,2* |
МПа |
*8- |
—40°С |
—70°С |
|
мм |
МПа |
X |
|||
13ХГМРБ |
10—50 |
590 |
690 |
14 |
39 |
29 |
14Х2ГМРБ |
1 0 -5 0 |
588 |
686 |
14 |
39 |
— |
14Х2ГМРЛ |
> 4 0 |
588 |
686 |
14 |
34 |
— |
14Х2ГМ |
3—30 |
588 |
686 |
16 |
39 |
— |
12Г2СМФАЮ |
10—32 |
588 |
686 |
14 |
34 |
— |
12ГН2МФАЮ |
16—40 |
588 |
686 |
14 |
— |
29 |
12ХГН2МФБАЮ |
16—40 |
736 |
834 |
12 |
— |
29 |
12ХГН2МФБДАЮ |
20—40 |
785 |
883 |
15 |
—1 |
29 |
12ХГН2МФДРА |
4—20 |
980 |
1078 |
10 |
29 |
— |
14ХГН2МДАФБ |
3 - 5 0 |
685 |
780 |
16 |
39* |
— |
14ХГ2САФД |
16—40 |
588 |
686 |
14 |
39 |
— |
12ГНЗМФАЮДР-СШ |
4—40 |
685 |
780 |
16 |
78* |
59* |
12ХГНЗМАФД-СШ |
3—50 |
980 |
1080 |
14 |
— |
59 |
14ХГНМДАФБРТ |
6—20 |
785 |
980 |
12 |
39 |
29 |
* KCV
Эффективно введение в высокопрочную низколегированную сталь не больших количеств азота (0,02—0,03 %) и нитридообразующих элементов — алюминия, ванадия, ниобия. По механическим свойствам и хладостойкости нитридсодержащие высокопрочные стали превосходят стали такого же химического состава, изготовленные по обычной технологии. Наличие мелко
дисперсных нитридов |
в стали способствует уменьшению |
их склонности |
||||
к росту |
аустенитного |
зерна при сварке. Поэтому нитридсодержащие |
стали |
|||
весьма |
перспективны |
|
для сварных конструкций. На практике хорошо |
себя |
||
зарекомендовала |
нитридсодержащая |
высокопрочная |
сталь |
марки |
||
12ГН2МФАЮ. |
|
|
|
|
|
|
10.2. Свариваемость сталей
Основными показателями свариваемости низкоуглеродистых бейнитно-мартенситных сталей являются сопротивляемость сварных соединений холодными трещинам и хрупкому разру шению и механические свойства зоны термического влияния, которые прежде всего связаны с фазовыми превращениями и структурными изменениями в стали при сварке. На основе этих показателей определяют технологические и конструктивные ус ловия получения сварных соединений, удовлетворяющих экс плуатационные требования к сварной конструкции.
10.2.1. Фазовые превращения и структурные изменения при сварке
Общие сведения о фазовых превращениях и структурных изме нениях в стали при воздействии термического сварочного цикла получают из терминокинетических диаграмм непрерывного рас пада аустенита.
Устали 14Х2ГМР в диапазоне скоростей охлаждения o>e/s—
=35-1-0,5 °С/с превращение аустенита происходит в мартенсит ной и бейнитной областях (рис. 10.1). При ДОб/5>18 °С/с образу ется низкоуглеродистый мартенсит с твердостью HV 380. Умень-
Рис. 10.1. Термокинетическая диаграмма
распада аустенита стали 14Х2ГМР. Цнфры в кружках обозначают твердость
(HVю)
Рис. 10.3. Термокинетнческая диаграмма Распада аустенита стали 14ХГН2МДАФБ.
Цифры в кружках обозначают твердость
(ЯУ.о)
Рис. 10.2. Термокинетическая Диаграмма распада аустенита стали 12ГН2МФАЮ. Цифры в кружках обозначают твердость
(HVю)
Рис. 10.4. Термокинетнческая диаграмма Ёаспада аустенита стали 12ХГН2МФБДАЮ. 1ифры в кружках обозначают твердость
(HV\o)
Шение скорости охлаждения приводит к развитию бейнитного Превращения, повышению температуры его начала и снижению твердости. При замедленных скоростях охлаждения (ш6/5« =«0,8 °С/с) повышается температура бейнитного превращения и Увеличиваются размеры ферритных игл.
Кинетика превращения аустенита стали 12ГН2МФАК) (рис. 10.2) исследовалась для интервала скоростей охлаждения ^ 6 /5 = 75^1,6 °С/с. При этих условиях превращение происходит в мартенситной и бейнитной областях. Ферритное и перлитное превращения отсутствуют. При Юб/5 = 75 °С/с мартенситное пре вращение начинается при 440 °С и заканчивается при 250 °С, твердость мартенсита HV 380. В интервале скоростей охлажде ния 36—2,7 °С/с превращение аустенита с образованием бейнит- но-мартенситной структуры происходит при температурах: на чало 515—620 °С, конец 270—420 °С. С уменьшением скорости
|
|
|
охлаждения |
количество |
мартен |
|||||||||
|
|
|
ситной |
составляющей. уменьша |
||||||||||
|
|
|
ется. |
При |
a)6/s = 36 °С/с |
количе |
||||||||
zoo I |
1 |
|
ство бейнита в структуре состав |
|||||||||||
|
|
ляет |
около |
15%, |
а |
при |
о>в/ 5 |
= |
||||||
|
/ 2 |
|
||||||||||||
100 |
Л |
|
= 2,5°С/с — 90%; |
твердость |
при |
|||||||||
|
|
этом изменяется от HV 330 до |
||||||||||||
|
|
|
HV 213. |
При |
0 )6/5 = 1,6 °С/с |
про |
||||||||
6 ^ |
|
исходит |
|
полностью |
бейнитное |
|||||||||
|
|
|
превращение |
в интервале темпе |
||||||||||
|
|
|
ратур |
|
635—465°С; |
твердость |
||||||||
-100 |
zoo |
m воо воо юоот,°с |
HV 205. |
|
|
|
14ХГН2МДАФБ |
и |
||||||
о |
У |
сталей |
|
|||||||||||
Рис. Ю.5. Изменение временных на |
12ХГН2МФБДАЮ |
превращение |
||||||||||||
аустенита |
в диапазоне скоростей |
|||||||||||||
пряжений |
при |
охлаждении защемлен |
||||||||||||
ных образцов из стали 14ХГН2МДАФБ |
охлаждения |
|
ovs=50—0,6 °С/с |
|||||||||||
(термоцнклы |
нагрев — охлаждение |
в |
||||||||||||
(1—6) |
соответствуют рис. 10.3) |
происходит |
мартенситной |
и |
||||||||||
|
|
|
бейнитной |
областях |
(рис. |
10.3 |
||||||||
и 10.4). При скорости охлаждения, превышающей о)6/5 =Ю |
°С/с, |
|||||||||||||
у них развивается только мартенситное превращение.. При ско ростях охлаждения ttV5 = 2,3°C/c происходит бейнитное превра щение, отсутствуют выделения доэвтектоидного феррита, что свидетельствует о высокой устойчивости аустенита этих марок сталей.
Скорость охлаждения заметно влияет на величину времен ных напряжений в температурной области фазового у «-пре вращения (рис. 10.5). Различие в кинетике структурных пре вращений приводит также к изменению величины остаточных растягивающих напряжений в образцах. С повышением скоро сти охлаждения w^/ь в интервале 0,6—50 °С/с у стали 14ХГН2МДАФБ они уменьшаются от 240 до 150 МПа.
10.2.2. Сопротивляемость сварных соединений образованию ГТ и. XT
Низкоуглеродистые бейнитно-мартенситные стали имеют огра ниченное содержание С, Ni, Si, S и Р. Поэтому при соблюдении режимов сварки и правильном применении присадочных мате