Сталь 35 твердость по роквеллу

Обновлено: 15.05.2024

Расшифровка марки 35: обозначение 35 свидетельствует о том, что в конструкционной стали содержится 0,35 % углерода, а остальные примеси очень незначительны.

Особенности стали 35: при изготовлении высокоточных металлических деталей основное место занимает механическая обработка резанием. В результате обработки резанием на поверхности изделий возникает пластически деформированный (наклепанный) слой. Последний аккумулирует около 3% энергии, затрачиваемой на его образование, которая расходуется на накопление искажений и дефектов кристаллической решетки. Наличие на поверхности изделий наклепанного слоя с нестабильной структурой и большим уровнем внутренних напряжений, зачастую существенно превышающим величину предела текучести неупрочненного материала, может приводить к значительному изменению размеров во времени, что особенно характерно для изделий сложной конфигурации и малой жесткости.

За счет рационального отжига наклепанного слоя можно значительно повысить сопротивление микропластическим деформациям и размерную стабильность тонкостенных деталей приборов. С этой целью произведена оценка изменения величины макронапряжений в поверхностном слое и исследовано влияние дорекристаллизационного отжига (отдыха) на сопротивление микропластическим деформациям, распространенных в приборостроении конструкционных сталей и сплавов после механической обработки резанием. Напряжения в наклепанном обработкой резанием слое определяли методом послойного стравливания поверхности образца.

Вследствие нестабильной структуры в наклепанном поверхностном слое релаксация напряжений в нем интенсивно протекает при достаточно низких температурах, в то время как в основном материале она относительно мала.

В результате релаксации напряжений в наклепанном точением поверхностном слое цилиндрического стального образца происходит существенное изменение его размеров. После выдержки в течение 4 ч при 150° С размеры образца из стали 35 уменьшаются на 1,2 мкм, что соответствует релаксации растягивающих напряжений в поверхностном наклепанном слое на 25%.

Предел упругости сталей и сплавов после механической обработки резанием в зависимости от температуры дорекристаллизационного отжига изменяется по кривой с максимумом. Температурный интервал максимальных значений предела упругости при отжиге механически обработанных образцов составляет для конструкционной углеродистой стали 350-400° С, для аустенитной стали 450° С, для медных сплавов 230-280° С, для титановых сплавов 500-600° С, для дюралюминия в закаленном и искусственно состаренном состоянии - 200° С. Таким образом, оптимальный отжиг после механической обработки обеспечивает повышение предела упругости различных по природе и структурному состоянию сплавов от 1,5 до 4 раз. Весьма активно возрастает предел упругости при отпуске механически обработанных образцов из закаленной высокоуглеродистой стали.

Как видно из рис. 97, после отпуска шлифованных образцов предел упругости значительно возрастает, в то время как твердость не изменяется.

Зависимость релаксационной стойкости металлов и сплавов после обработки резанием от температуры дорекристаллизационного отжига является аналогичной рассмотренной выше для предела упругости. Отжиг на максимальный предел упругости обеспечивает также и максимальную релаксационную стойкость. Например, для механически обработанных образцов из стали 35 максимальная релаксационная стойкость достигается после отжига при 400° С (рис. 98, 99).

Таким образом, результаты исследования показали, что поверхностный наклепанный слой после механической обработки резанием, обычно являющийся причиной размерной нестабильности изделий, может быть эффективно использован для значительного повышения сопротивления микропластическим деформациям и размерной стабильности тонкостенных деталей.

Наблюдаемое изменение сопротивления микропластическим деформациям механически обработанных образцов обусловлено процессами стабилизации тонкой структуры в наклепанном поверхностном слое в результате дорекристаллизационного отжига.

По-видимому, при оптимальной температуре отжига происходит достаточная стабилизация и закрепление атомами внедрения дислокационной структуры без существенного уменьшения плотности несовершенств, что обусловливает максимальные показатели сопротивления микропластическим деформациям наклепанного слоя. При нагреве выше оптимальной температуры отжига наряду со стабилизацией дислокационной структуры происходит существенное уменьшение плотности дислокаций, что приводит к снижению сопротивления течению в микрообъемах.

Основные характеристики стали марки 40х, ее применение и аналоги

Сталь 40х используется для изготовления деталей сложных механизмов, участвующих в добыче газа, нефти и атомной энергии. Конечный продукт представлен в виде составляющих стальных балок для эстакад и железных дорог. И, поскольку в состав марки «40х» входит хром, такая сталь становится термически более прочной и устойчивой к коррозии.

Её применение в промышленности многообразно — кулачковые и коленчатые валы, оси/полуоси, штоки, кольца, рейки, болты, втулки и многое другое.

Характеристики

К числу характеристик стали 40х относят:

твёрдость;
плотность;
предел текучести/прочности;
ударную вязкость и пр.

Твердость

Твёрдость стали (hb – hrc) может выражаться в разных числовых значениях, в зависимости от шкалы измерения:

По Роквеллу — методика основана на измерении глубины проникновения индентора (твёрдого наконечника) в исследуемый материал. Твёрдость по этой шкале составляет 217 МПа.
По Бринеллю — индентор вдавливают в образец металла в течение 2-8 секунд (нагрузка — плавно нарастающая) и измеряют диаметр получившегося отпечатка. В качестве инденторов применяют шарики из прочных сплавов диаметром от 1 до 10 мм. Твёрдость стали 40х по Бринеллю равна 187 МПа.
В состоянии плавки — твёрдость в период плавления колеблется в пределах 18 МПа.

Обратите внимание! Чем твёрже сталь, тем меньшей прочностью она обладает. В первом случае её невозможно (или сложно) чем-либо поцарапать, во втором — она способна повредиться даже от лёгкого удара (это и есть недостаточная прочность).

Плотность

Плотность стали 40х равна 7820 кг/м³. Плотность вещества является постоянной величиной, и измеряется при помощи гидростатического метода — образец взвешивают в воздухе, а потом в воде, и вычисляют его плотность (отношение массы тела к объёму). Жидкость, используемая в качестве измерения, должна хорошо смачивать материал, но при этом не вступать с ним в реакцию. Поэтому для взвешивания применяют дистиллированную воду.

Марка

Возможные заменители — 45Х, 38ХА, 40ХС и др. Класс: конструкционная легированная. Вид и состояние поставки:

сортовой прокат (в т. ч. фасонный);
пруток и серебрянка;
лист толстый;
трубы и т. д.

Термин «конструкционная» указывает на то, что металл используется для изготовления различных конструкций, механизмов и деталей, например, в сфере строительства и машиностроения.

Химический состав

Цифра «40» присутствует в марочнике неслучайно, указывая на процентное содержание углерода в сплаве (от 0,36 до 0,44). А буква «Х» свидетельствует о наличии хрома (от 0,8 до 1,1%). Также в химсоставе присутствуют и другие химические элементы:

железо — около 97%;
кремний — не более 0,37%;
марганец — до 0,8%;
никель — 0,3;
сера — всего 0,035%;
фосфор — 0,035%;
медь — около 0,3%.

Важно! В качестве примесей сталь содержит молибден, вольфрам, титан и ванадий. Допустимое количество каждого из них не превышает 0,20% для первых двух и 0,05% для вторых. Также стандарт не запрещает присутствия алюминия и бора (в минимальном количестве, процентное содержание не указывается).

Предел прочности

Под пределом прочности понимают такое механическое напряжение, выше которого материал разрушается или деформируется. Максимальная прочность стали в момент сгиба составляет 509 МПа, а при временном сопротивлении — 960 МПа.

Этот показатель измеряется с помощью испытаний на растяжение и деформацию. При этом устанавливают не только предел прочности, но и удлинение, временное сопротивление и др.

Предел текучести

Физический предел текучести — это значение напряжения, при котором деформация испытываемого материала увеличивается без дополнительной нагрузки. Предел текучести стали 40х равен 785 Н/мм2. На конечный результат влияют различные факторы:

толщина металла;
режим термообработки;
наличие примесей в составе продукта;
дефекты кристаллической решётки и т. д.

Прочность

Прочность — это стойкость металла к воздействию внешних нагрузок. Чтобы узнать, какая прочность стали, проводят испытания на специальных машинах с разной мощностью. Последние состоят из нагружающего механизма, создающего усилие, и бывают механическими и гидравлическими.

Сталь 40х обладает высокой прочностью — 271 МПа. Также она способна сохранять структуру при больших нагрузках.

Ударная вязкость

Ударная вязкость данной марки составляет 400 – 850 кДж/кв. м. Предел прочности на разрыв равен 980 Н/м2. Под ударной вязкостью понимают способность металла поглощать механическую энергию, образующуюся в процессе разрушения и деформации.

Температура эксплуатации

Средняя температура эксплуатации стали 40х — минус 40 градусов. Максимально допустимая температура — плюс 425 градусов. Это важные показатели характеристики применения материала в комфортных для металлических изделий условиях. Значения выше или ниже могут привести к процессам разрушения и деформации.

Механические свойства

Вот механические свойства стали 40х в зависимости от закалки при температуре 860 градусов в масле и температурой отпуска, равной 500 градусов:

Предел текучести — в пределах 785 МПа.
Временное сопротивление — 980 МПа.
Минимальное относительное удлинение — не более 10%.
Относительное сужение — 45%.

Обратите внимание! Также под механическими свойствами подразумеваются такие показатели, как твёрдость, прочность, пластичность и упругость.

Отпускная хрупкость

Отпускная хрупкость — это особое состояние сплава, характеризующееся небольшим значением ударной вязкости. При нормальных условиях этот показатель на оказывает влияния на механические свойства стали.

Специалисты дают описание 2 видов отпускной хрупкости:

Первая — подразумевает температуры 250-35- градусов.
Вторая — отпуск при температурах выше 500 градусов.

Следовательно, в первом случае материал будет более прочным, во втором — более хрупким.

Средняя цена по России в 2021 году

Стоимость стали 40х зависит от размера горячекатаного круга:

От 52-100 мм — 36 руб. за 1 кг.
От 105-200 мм — 35 руб. за 1 кг.
От 210-290 мм — 34 руб. за 1 кг.
От 310-500 мм — 55 руб. за 1 кг.

Материал производится по ГОСТу 2590-88 и относится к сортовому металлопрокату (как разновидность) — представлен в виде стержня с круглым сечением.

Расшифровка

Название «Сталь 40х» расшифровывается очень просто. Цифры означают содержание углерода в составе продукта (в процентном соотношении до 0,40%). Тогда как буква «Х» говорит о присутствии хрома (используется как дополнительное легирующее вещество) — его содержание не превышает 1,1%.

Где применяется?

Сталь 40х широко используется в машиностроительных отраслях для производства высокопрочных металлических изделий/деталей. Вот несколько наглядных примеров области применения:

трубы для отопительных систем;
роторы/диски для паровых турбин;
крепежные элементы;
кулачковые/коленчатые валы и др.

Листовую сталь применяют для горячей и холодной штамповки, а также обшивки каркаса. А ещё, эту марку используют для изготовления кухонной утвари, например, ножей для резки фруктов/овощей/мяса, и в области медицины (хирургические скальпели и пр.). Материал считается безопасным для человеческого организма.

Свойства

Различают технологические и физические свойства стали 40х. Подробнее см. ниже.

Технологические

Технологические свойства подразумевают применение и эксплуатацию стальных изделий при соответствующей температуре:

Шайбы и гайки — от -40 до +450 градусов.
Шпильки — от -40 до +425 градусов.

К отпускной хрупкости металл не склонен.

Физические

Физические свойства определяются согласно ГОСТу 4543-2016. По государственным стандартам регламентированная плотность составляет 7,85 г/см³, и представляет собой типичную величину для конкретной марки.

Сталь 40х отличается высокой прочностью и устойчивостью к коррозии, выдерживает экстремальные температуры ( в т. ч. резкие перепады), к тому же не требует обработки поверхностей.

Зарубежные аналоги

Помимо российских аналогов стали 40х (45Х, 40ХС, 40ХР и др.), существуют также и зарубежные, например:

В Германии — 41CrS4, 37Cr4.
В США — H51350, G51400.
В Китае — 38CrA, 40CrA и др.

Сталь 40х — высокопрочный, выдерживающий практически любые нагрузки и температуры, материал. Его используют для изготовления мелких и крупных металлических деталей/готовых изделий в разных сферах производства:

автомобилестроение;
медицина;
домашний быт и др.

В случае необходимости марку можно заменить отечественными или зарубежными аналогами.

Сталь ШХ15: преимущества, характеристики, свойства, применение

Усиленное развитие металлургии привело к образованию новых видов стали. Их характеристики, использующиеся при производстве конкретных изделий и деталей с высокими требованиями, улучшили качество используемых изделий.

Описание стали ШХ15

В нашей стране ШХ15 создавался как база для изготовления подшипников, а все из-за высокой устойчивости стали к окислению, твёрдости и износоустойчивости.

Из-за тех же самых характеристик стали в Европе сплав используют для создания режущего инструмента.

Материал может удерживать структуру кристаллической решетки и свойства при продолжительной работе с твердыми материалами. Он не сыпется в крошку и не раскалывается.

Материал характеризует стойкость к образованию окислов, что очень важно для инструментов, которые используются в контакте с водой и агрессивными средами.

Преимущества и недостатки

Каждая марка стали обладает своими уникальными физико-эксплуатационными параметрами, плюсами и минусами. Плюсы ШХ15:

однородность, приобретённая с помощью эксплуатации специальных технологий;
выносливость при контакте с другими материалами;
податливость к обработке;
высокая твердость;
высокая износостойкость;
вязкость и пластичность;
получение тонкой острой режущей кромки.

Минусы:

появление ржавчины на изделии;
хрупкость готового изделия при неграмотной термообработке.

Область применения

Первый раз сталь использовали для создания подшипников. Сталь ШХ15 применяется для изготовления деталей, требующих высокой твердости, износостойкости и прочности:

шарики диаметром до 150 мм;
ролики диаметром до 23 мм;
кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм;
втулки плунжеров;
плунжеры;
нагнетательные клапаны;
корпуса распылителей;
ролики толкателей.

Со временем ее показатели стали активно использоваться в производстве ножей. По этой причине ШХ15 определяют как подшипниковую и ножевую сталь.

Клинки, сделанные из ШХ15, долго служат в быту благодаря устойчивости к внешним нагрузкам, которая позволяет им долго удерживать заточку. Они хорошо противостоят воздействию внешней среды.

Характеристики (свойства) стали

ШХ15 хорошо поддается обработке. Она отличается стойкостью к смятию, а поверхность отличается высокой твердостью. Достаточно высока у данной стали температура критических точек. Это оказывается полезным при термической обработке.

Сталь ШХ15 обладает повышенной твердостью поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу.

Чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие, существенно повышается показатель твердости.

По Роквеллу. По Роквеллу плотность достигает показателей порядка HRC 61–63.
По Бринеллю. 179–207 МПа.
В состоянии плавки. В состоянии плавки твердость стали уменьшается менее чем в 2 раза. При температуре отпуска 450 о С показатели составляют HRC 46–48.

По данным ГОСТа плотность составляет 7,79 г/см 3 . Это стандартное значение для низкоуглеродистой и низколегированной стали.

Важно! Эта величина не предусмотрена стандартами, она носит ориентировочный характер и не может быть использована с целью проектирования.

Марка стали — ШХ15. Ее заменители — ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Сплав относится к категории низколегированных хромистых составов. В состав включены разные примеси, которые добавляют материалу стойкость к окислительным процессам, прочность и твёрдость.

К числу легирующих элементов относят:

Углерод (в концентрации от 0,95 до 1 %). Это высокое содержание. Оно придает повышенную твердость сплаву.
Марганец (доля варьируется от 0,2 до 0,4 %).
Кремний (содержание этого микроэлемента составляет 0,18–0,38 %). Обеспечивает материал повышенной твердостью.
Хром (концентрация 1,35–1,65 %). Обеспечивает высокую стойкость к ржавчине.

При малых карбидах структура сплава отличается однородностью — именно эта особенность объясняет повышенную стойкость материалов к износу.

Предел прочности для ШХ15 находится в разрезе от 590 до 750 мПа.

Предел текучести — σ0,2, МПа.

Ударная вязкость составляет порядка 0,2–0,3 МДж/м 2 .

При какой температуре становится закаленной?

Оптимальные режимы закалки в водный раствор — 810–820° и 830–850° при закалке в масло. Допустимые температуры отпуска — 150–160 °С.

Сталь марки ШХ15 обладает рядом механических свойств, в том числе склонностью к высокой отпускной хрупкости и повышенной твердостью по Роквеллу. К другим физико-техническим параметрам относят:

диапазон кратковременной прочности — в коридоре от 580 до 740 МПа;
предел рабочей пропорциональности — 380–420 МПа;
относительное удлинение материала в случае разрыва — 20 %;
температура плавления — не менее 225–250 градусов;
относительное сужение — 45 %;
параметр обрабатываемости путем резания — Kv тв. спл = 0,90 и Kv б. ст = 0,36 в горячекатаном виде при НВ 202 и в=740 МПа.

Материал обладает высокой отпускной хрупкостью.

Свариваемость

Способ сварки — КТС.

Группа стали

ШХ15 — это представитель группы малолегированных хромистых сталей. Наименование легирующих элементов и их процентный состав указаны выше.

Существуют следующие продукты из ШХ15, которые преобладают на рынке:

прокат, в т. ч. фасонный — ГОСТ 801-78;
пруток, в т. ч. калиброванный — ГОСТ 7417-75;
серебрянка — ГОСТ 14955-77;
полоса, проволока — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4727-83.

Свои ГОСТы разработаны для каждого изделия, в производстве которого участвует этот сплав.

Цена в 2021 году

Цены на сталь ШХ15 варьируются в зависимости от ГОСТа и поставщика.

Производство этой стали регламентируется нормативом ГОСТ 801-78, в соответствии с ним и маркируется как «сталь ШХ15». Каждая буква в наименовании имеет своё обозначение:

Ш — буква объединяет в себе маркировку подшипниковых сталей;
Х — указывает на присутствие хрома в химическом составе материала;
15 — указывает на долю хрома в составе сплава (1,5 %).

Таким образом, сплав ШХ15 обладает повышенной износостойкостью и прочностью, что позволяет ему быть применимым как на производстве, так и в быту.

Сталь марки 35Л

Структура и особенности стали марки 35Л: среднеуглеродистая литая сталь 35Л без термообработки обычно имеет феррито-перлитную структуру с видманштеттовым (ориентированным) распределением феррита и наличием ферритной сетки по границам бывших аустенитных зерен (рис. 137, а). После нормализации от 850- 870° С, а также после нормализации и высокого отпуска при 620-640° С видны остатки неравномерного ориентированного распределения феррита в виде крупных выделений и остатков сетки. После нормализации от температуры 850-870° С с последующим улучшением литая сталь характеризуется также большой структурной неоднородностью. Применение высокотемпературной нормализации от 950-970° С или нормализации от 950-970° С с последующим улучшением позволяет значительно измельчить феррит, ликвидировать его ориентированность, уменьшить общую неоднородность структуры.

Рентгенографическим исследованием показано, что после фазовой перекристаллизации с нагревом выше Ac₃ до 850-870° С обычно восстанавливается исходная внутризеренная ориентировка. Только после высокотемпературного нагрева до 920-960° С полностью ликвидируется наследственная текстура.

Непосредственные наблюдения структурных изменений при нагреве до 1000° С стали 35Л в высокотемпературном микроскопе показали, что в интервале 720-800° С проходит фазовая перекристаллизация, сопровождающаяся образованием большого количества новых границ внутри ферритных игл и перлитных колоний. В интервале 900-930° С вместо большого количества мелких зерен возникают крупные зерна. После 960° С наблюдается быстрый собирательный рост и образование крупных зерен. Однако только при температурах выше 1050° С средний размер зерен аустенита близок к размеру крупного исходного зерна литой стали.

Зарождение аустенита происходит как внутри ферритных игл на субграницах, так и в перлитных колониях на межфазных границах феррита и карбида. При нагреве выше 850° С проходят процессы миграции границ зерен аустенита, которые возникли при фазовом превращении на месте перлитных колоний. Эти зерна аустенита растут за счет поглощения полигонизованных ориентированных зерен, возникших в игольчатом феррите. Разрушение внутризеренной текстуры в литой углеродистой стали происходит в результате миграции границ и собирательной рекристаллизации аустенита, возникшего в перлитных колониях.

По видимому, при нагреве до 900-930° С проходят также процессы растворения карбидных частиц и примесных фаз литой стали, задерживающих процессы рекристаллизации. Следующая за высокотемпературным нагревом повторная нормализация или закалка с температур лишь немного выше Ас₃ (850° С) обеспечивает повышение однородности и измельчение структуры литой стали. В результате такой обработки значительно повышаются характеристики размерной стабильности и механических свойств металла.

Наиболее высокие значения характеристик сопротивления микропластическим деформациям (предела упругости и релаксационной стойкости) и механических свойств получены на образцах, которые были подвергнуты нормализации при 950-970° С перед окончательной термообработкой. Относительно более низкие свойства имели образцы после обычной нормализации при 850-870° С. Особенно эффективна высокотемпературная термообработка образцов после литья для повышения предела упругости, релаксационной стойкости и характеристик пластичности. При этом после одинаковых режимов окончательной термообработки в образцах, подвергнутых предварительной высокотемпературной нормализации в сравнении с обычной обработкой, свойства возрастают: предел упругости на 10-30%, релаксационная стойкость на 20-100%, характеристики пластичности на 50-100%. При одинаковой пластичности (б~8%, - 16%) после нормализации при 950-970° С и улучшения предел упругости образцов составляет 64-66 кгс/мм 2 , а после нормализации с 850-870° С с последующим улучшением предел упругости не превышает 50 кгс/мм 2 .

Микропластические деформации в доэвтектоидной стали развиваются прежде всего в отдельных зернах избыточного феррита как наименее прочной структурной составляющей стали. Влияние размера ферритной составляющей на сопротивление микропластическим деформациям аналогично рассмотренному выше (гл. II) влиянию размера зерна на релаксационную стойкость стали: чем меньше размер ферритной составляющей и равномерное ее распределение в структуре, тем выше предел упругости и релаксационная стойкость литой стали.

Таким образом, применение предварительной термообработки, приводящей к измельчению структуры и повышению ее однородности, позволяет обеспечить оптимальное сочетание свойств литых стальных деталей для точного машиностроения и приборостроения.

Сопротивление микропластическим деформациям стали 35Л: механические свойства исследовали на образцах, изготовленных из литых заготовок конусной и клиновидной формы. По микроструктуре определяли среднюю пористость или загрязненность образца включениями в объемных процентах, средний диаметр пор (включений) D, а также удельную поверхность пор (включений). Термическую обработку образцов для исследования механических и релаксационных свойств производили по двум режимам:

1) нормализация при 880-900° С, выдержка при температуре нормализации 3 ч и высокий отпуск при 620-640° С 3 ч;

2) ступенчатый отжиг и улучшение: отжиг при 1200- 1230° С 3 ч, охлаждение с печью до 550° С + отжиг при 950° С 3 ч, охлаждение с печью до 550° С + закалка с температуры 850-870° С в масле и высокий отпуск при 620-640° С 3 ч.

Первый режим наиболее распространен в практике производства стальных отливок, второй - рекомендован С. В. Белынским.

Исследования показали, что сталь, выплавленная по общепринятой технологии, содержала неметаллические включения главным образом III типа с удельной поверхностью в пределах 12-18 мм -1 при D_вкл=5 мкм.

Видно, что механические свойства и релаксационная стойкость понижаются с увеличением пористости стали.

Релаксационная стойкость при комнатной температуре при относительно небольшом среднем диаметре пор практически мало зависит от пористости. С повышением температуры испытаний возрастает влияние пористости стали на релаксационную стойкость. При температуре 150° С релаксационная стойкость значительно понижается с увеличением пористости, начиная с S_пop>=5 мм -1 (0,2 объемного процента). При 350° С релаксационная стойкость понижается при появлении практически любой минимальной пористости.

Исследования показали, что релаксационная стойкость в значительной степени зависит от средней величины пор. При одних и тех же значениях S_nop и объемного процента пор релаксационная стойкость резко понижается с увеличением среднего диаметра пор D_nop. При наличии относительно крупных пор (D_nop= 35 мкм) релаксационная стойкость уже при комнатной температуре понижается при незначительном значении S_пор. Следовательно, при развитии осевой пористости в отливках, обычно характеризующейся увеличенными значениями среднего размера пор (D_nop), металл имеет низкую релаксационную стойкость.

Крупные поры, ослабляя сечение металла и создавая условия для неоднородного и неодновременного прохождения пластической деформации, понижают показатели сопротивления как макро-, так и микропластической деформации. Понижение релаксационной стойкости с увеличением пористости при повышенных температурах, по-видимому, связано с ускорением диффузионных процессов вследствие увеличения дефектности металла.

При отсутствии заметных макро- и микропор понижение релаксационной стойкости стали с увеличением количества неметаллических включений связано с большой разницей в значениях коэффициентов линейного расширения неметаллических включений и основного металла и возникающими при этом термическими микронапряжениями. Механизм воздействия микронапряжений на релаксационную стойкость в сплавах с резко различающимися коэффициентами линейного расширения рассмотрен. Как показано выше, ТЦО позволяет практически ликвидировать неблагоприятное влияние включений на релаксационную стойкость литой стали.

Электрошлаковая сварка стали 35Л: если в свариваемой стали содержание углерода превышает 0,25%, следует использовать проволоки Св-08ГС и Св-08ГА. Например, изделия из сталей марок 25 и 35 сваривали с применением проволоки Св-08ГА диаметром 3 мм и флюса АН-8М. Данные о химическом составе (%) металла шва приведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3
Сталь	Металл	C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni
35Л	Основной	0.35	0.23	0.53	0.036	0.030	-	-
35Л	Шов	0.34	0.07	0.88	0.036	0.020	-	-
25Л	Основной	0.26	0.22	0.78	0.031	0.039	0.026	0.11
25Л	Шов	0.20	0.19	0.86	0.026	0.024	0.040	0.11

Металл толщиной 90 мм сваривали двумя электродными проволоками диаметром 3 мм со скоростью 2 м/ч, при этом скорость подачи электродов равнялась 350 м/ч, величина сварочного тока 750 А, напряжение сварки 55 В.

При сварке плавящимся мундштуком сварочный ток равен сумме тока при плавлении электродной проволоки и тока при плавлении мундштука со скоростью сварки.

С целью поддержания скорости сварки ниже критической, при которой образуются горячие трещины, скорость подачи электродной проволоки ограничивают. Так, при сварке стали 35Л толщиной 350 мм рекомендуемая скорость подачи проволоки 120-130 м/ч. Другие рекомендуемые технологические условия сварки: напряжение 46-48 В, проволока Св-10Г2, пластина мундштука из стали 30ХГСА, флюс АН-8. Исследованиями установлено, что долевое участие в металле шва составляет: 40% электродной проволоки, 50% основного металла, 10% пластины мундштука.

Таблица 9.5
Материал	C	Mn	Si	S	P	Cr	Ni
Основной металл — сталь З5Л	0.35	0.80	0.33	0.030	0.030	-	-
Пластины плавящегося мундштука - сталь 30ХГСА	0.28	0.89	1.00	0.022	0.023	0.88	0.14
Проволока Св-10Г2	0.09	1.78	0.05	0.036	0.012	-	-
Шов	0.24	1.22	0.20	0.030	0.027	0.013	-

В табл. 9.5 приведен химический состав (%) сварочных материалов, основного металла и шва, в табл. 9.6 - механические свойства сварных соединений при различных видах термообработки. Использованные сварочные материалы в сочетании с правильным выбором режимов сварки и термообработки позволили получить при сварке стали 35Л соединение, равнопрочное с основным металлом.

Таблица 9.6
Металл	Термообработка	σ_в	σ_T	σ₅	ψ	а_H, МДж/м 2
Металл	Термообработка	МН/м 2		%		а_H, МДж/м 2
Основной	Нет	490	276	15.6	28.4	0.47
	Отпуск (О)	497	265	20.5	22.8	0.62
	Нормализация (Н)	546	318	11.3	21.4	0.73
	Н + О	525	261	24.4	30.5	0.53
Зона термического влияния	Нет	558	332	12.8	23.1	0.51
	Отпуск	469	248	20.9	41.5	0.51
	Нормализация	494	264	17.3	20.7	0.73
	Н + О	554	268	22.8	34.5	0.58
Шов	Нет	563	329	11.1	17.2	0.15
	Отпуск	537	298	24.7	40.5	0.30
	Нормализация	559	321	20.5	25.9	0.51
	Н + О	531	275	15.8	34.1	0.83

При сварке сталей, содержащих 0,3-0,5% С, повысить прочность шва удается увеличением в нем доли основного металла. Естественно, что скорость подачи электродной проволоки должна уменьшаться ввиду опасности образования кристаллизационных трещин. Так, для проволоки диаметром 3 мм скорость подачи должна находиться в пределах 160-180 м/ч.

Читайте также: