17.11.2018
Сантехнические ревизионные люки являются технологичными углублениями или же, иными словами, колодцами, где располагаются счётчики...


17.11.2018
Рекуператор является одним из видов теплообменного оборудования, основным предназначением которого называют возвращение тёплых...


17.11.2018
Большинство людей, решивших выполнить ремонтные работы в своей квартире или же коттедже, сталкиваются с необходимостью выбор...


16.11.2018
В последние годы всё более распространённой является инновационная методика полусухой стяжки пола, ведь она обладает большим...


16.11.2018
В настоящий момент в крупных населённых пунктах нашей страны самым распространённым видом жилплощади в новостройках считаются...


16.11.2018
Пни, которые остаются после удаления старых деревьев, изначально могут достаточно необычно выглядеть на вашем земельном наделе,...


Слоистая сталь для сварных конструкций

12.07.2018
Известно, что многослойные металлы как конструкционный материал обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с монолитными. Чередуя, например, твердые слои с мягкими, можно повысить пределы текучести и прочности многослойного металла, а главное, увеличить его способность к благоприятному перераспределению напряжений за счет местной пластической деформации, т. е. конструкционную прочность. Проведенные в последнее время в Институте электросварки им. Е.О. Патона исследования позволили по новому подойти к вопросам производства многослойных материалов — как однородных, так и разнородных. Так, на основе сварки давлением, реализуемой при горячей прокатке пакетов из пластин рулонной низколегированной стали 09Г2СФ, разработаны принципиальные основы получения слоистого металла, состоящего из отдельных слоев, причем прочность соединения слоев регламентирована заданными пределами, что позволяет управлять характером разрушения металла при различных нагрузках и повышать тем самым его физикомеханические свойства.

В настоящей работе приведены данные о разработке слоистого металла для сварных конструкций с повышенными механическими свойствами на основе малоуглеродистой низколегированной рулонной стали 09Г2СФ с различной долей рельсовой стали М76. В задачу исследований входило определение влияния общей доли рельсовой стали и ее распределения по слоям на механические свойства слоистого металла при статическом растяжении, а также на его технологичность и свариваемость при дуговой сварке плавлением.

Гетерогенный слоистый металл 09Г2СФ + М76 получали путем горячей прокатки пакетов, собранных из пластин рулонной стали 09Г2СФ и рельсовой стали, химический состав и механические свойства которых в горячекатаном состоянии приведены в табл. 1 и 2. В пакетах 320х150х(30...70) мм изменяли долю рельсовой стали при одинаковом количестве слоев, а также толщину слоев при практически одинаковой доле рельсовой стали (табл. 3, рис. 1). Для достижения расчетного соотношения долей стали М76 и 09Г2СФ в промежутках между пластинами рельсовой стали располагали от одной до четырех пластин стали 09Г2СФ толщиной 3,3 мм. Пакеты в соответствии с рекомендациями работы выдерживали при 1150°С из расчета 1,5...2 мин на 1 мм толщины и прокатывали на полосу толщиной 17 мм на листопрокатном стане Дуо «Шкода 600» за 4-8 проходов с суммарной степенью обжатия 50...75 %. Макроструктура полученного слоистого металла показана на рис. 2, а микроструктура — на рис. 3. Металлографические исследования и замеры твердости металла слоев М76 и 09Г2СФ в состоянии после прокатки показали наличие диффузии углерода из рельсовой стали в сталь 09Г2СФ. Ширина зоны диффузии составляет около 1 мм во всех случаях, за исключением металла, содержащего 8 % рельсовой стали, где она вдвое меньше.

Полученную слоистую сталь исследовали в горячекатаном состоянии, а также после термообработки по режиму для рельсовой стали: нормализация при 900 °С или закалка от 830 °C в масло с последующим отпуском при 450 °С, 2 ч. Механические свойства образцов типа I (ГОСТ 1497-73) и углы изгиба в холодном состоянии приведены в табл. 3 и на рис. 4, вид образцов после изгиба слоистой стали — на рис. 5.

Слоистая сталь 09Г2СФ с долей рельсовой стали до 20 % выдерживает изгиб на угол 180° даже в горячекатаном состоянии. При увеличении доли и толщины стали М76 углы изгиба образцов уменьшаются. После нормализации и закалки с отпуском образцы слоистой стали во всех вариантах изгибаются на угол 180° независимо от толщины слоя рельсовой стали.

Слоистая сталь для сварных конструкций

В качестве эталона для сравнения испытана гологенная слоистая сталь 09Г2СФ толщиной 16 мм, состоящая из 17 слоев и полученная при аналогичных режимах прокатки пакета со степенью деформации 70 %. Механические свойства такой стали приведены на рис. 4. Как видно из рис. 4, в горячекатаном состоянии предел текучести гетерогенной слоистой стали по сравнению с гомогенной возрастает в среднем на 10 % независимо от доли и толщины слоя рельсовой стали, а предел прочности — на 15...35 %, т. е. зависит от доли рельсовой стали.

В нормализованном состоянии величины CCCt и Ств гетерогенной стали по сравнению с гомогенной во всех случаях возрастают соответственно на 20 и 30 %.

После закалки и отпуска гетерогенной слоистой стали по режиму термообработки для рельсовой стали при ее доле до 20 % величины от и ов остались на уровне гомогенной стали 09Г2СФ, а при 42...48 % рельсовой стали от увеличился на 20 %, а ов — на 40 %. Свариваемость гетерогенной слоистой стали с различной долей стали М76 исследовали при дуговой сварке горячекатаных образцов проволокой Св-08ГНМ под флюсом АН-60 на режиме: Iсв = 950 A, Uд = 48...50 В, vсв = 42 м/ч. Макроструктура полученных сварных соединений приведена на рис. 2. В шве и околосновной зоне гетерогенной слоистой стали 09Г2СФ + М76 дефекты не обнаружены. Микроструктура рельсовой стали в околошовной зоне представляет собой мелкопластинчатый перлит, окруженный сеткой доэвтектоидного феррита. В зоне перегрева зерно вырастает до балла 3, встречаются также слои с зернами балла 1 и 2 (рис. 6).

На участке перегрева в околошовной зоне слоя 09Г2СФ наблюдается видмандштеттовая структура с тонкими иглами, отходящими от ферритной сетки и расположенными внутри зерен балла 3. Размер зерна сталей М76 и 09Г2СФ вне зоны термического влияния оценивается баллом 7-8.

Данные измерений твердости по Виккерсу металла слоев в околошовной зоне исследованных слоистых сталей показали (рис. 7), что лишь при 48 % стали М76 на участке перегрева наблюдается повышение твердости металла, которое представляет некоторую опасность с точки зрения склонности к образованию околошовных трещин.

Выводы

Гетерогенная многослойная сталь 09Г2СФ + М76 с долей рельсовой стали до 48 % обладает хорошей технологичностью и свариваемостью. При этом ее предел текучести повышается на 20%, а предел прочности — на 40 % по сравнению с гомогенной слоистой сталью 09Г2СФ.

Другие новости по теме:

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: