Сталь 35 л сварка

Обновлено: 20.09.2024

Сталь 35Л применяется: для производства отливок станин прокатных станов, зубчатых колес, тяг, бегунков, задвижек, балансиров, диафрагм, катков, валков, кронштейнов и других деталей, работающих под действием средних статических и динамических нагрузок; отливок деталей паровых, газовых, гидравлических турбин и осевых компрессоров, работающих при температурах от -40 до +350 °С; отливок 2 и 3 групп деталей трубопроводной арматуры и приводных устройств к ней (деталей повышенной прочности и твёрдости, кроме корпусов и крышек), с температурой рабочей среды от -30 до +400 °С без ограничения номинального рабочего давления; отливок деталей горно-металлургического оборудования; отливок по выплавляемым моделям для авиастроения I группы — нагруженных деталей с определенными требованиями по плотности и механическим свойствам: высоконагруженных кронштейнов, герметичных корпусов приборов, рам гироскопов, стабилизаторов и т. д. и II группы — ненагруженных и малонагруженных деталей: колец, фланцев, соединительных деталей, негерметичных корпусов приборов и т. д.

Примечание

Сталь перлитного класса. Отливки деталей трубопроводной арматуры из стали 35Л поставляются только для несвариваемых элементов конструкций.

Материал 35Л Челябинск

Без стали не обходится ни одно производство, будь то тяжелое машиностроение или изготовление бытовых электроприборов. Существует множество марок этого продукта, а также большое количество форм отпуска. Наша компания реализует материал 35Л большими партиями и с минимальной наценкой. Для уточнения свойств и характеристик конкретной марки можно обратиться к менеджерам компании.

Как и вся продукция, материал 35Л закупается у ведущих производителей. Поэтому мы готовы со всей ответственностью давать гарантию на качество. Минимальное количество посредников определяет и низкую стоимость. Вкупе с быстрой доставкой, это дает возможность нашим бизнес-партнеры вести стабильное и взаимовыгодное сотрудничество.

Помимо отпуска, в форме той или иной детали (заготовки), наша компания реализует обработку металлов. Все мероприятия проходят четкий контроль на соответствие ГОСТа и правилам. Специалисты нашего предприятия осуществляют такие работы как оцинкование, создание деталей по чертежам заказчика, производство отливок, изготовление различных профилей и многое другое.

Имея в арсенале новейшее оборудование и огромный, опыт мы можем предложить проверку изделия по ряду параметров, таким как прочностные характеристики, химический состав, чистота сплава и так далее.

Каждому покупателю предложен огромный ассортимент продукции различного формата, а также актуальных услуг и работ. Чтобы быстрее разобраться и выбрать товар соответствующий потребностям, нужно связаться с менеджером компании и получить развернутую информацию по всем интересующим вопросам.

Стандарты

Механические характеристики

Сталь 35

В современной индустрии огромное количество разновидностей сталей. Каждая из марок имеет свой состав, предназначение и особенности. Сталь 35 является необходимым сплавом для металлопромышленности, по классификации её относят к углеродистой качественной конструкционной. Многие сферы, от машиностроения до строительства не обходятся без этого металла.

Состав

Ранее ГОСТ 1050-88, а сейчас ГОСТ 1050-2013 регламентирует производство стали 35. В документе описывается химический состав, механические свойства, твердость, способы обработки. Цифра 35 — это расшифровка содержания в стали углерода, который составляет 0,35%.

Марка стали 35 имеет состав:

Железо ~ 97%
Никель ~ 0,25%
Углерод — 0,32-0,40%
Марганец — до 0,5-0,8%
Кремний — 0,17-0,37%
Сера — до 0,035%
фосфор — не более 0,030%
Хром — не более 0,25%
Медь — не более 0,25%
Мышьяк — до 0,08%

Состав стали «небогатый». Здесь нет дорогих и полезных добавок, таких как хром и молибден. Такая сталь будет иметь низкий коэффициент прочности и твердости, и пойдёт на сферы применения, где высокая прочность сырья не имеет значения.

От массовой доли углерода в большинстве зависят все показатели стали. Она может стать хрупкой и плотной, подобно чугуну. Или прочной, в смеси с другими компонентами, как, например, 10-я марка. Зависимость параметров материала, так же зависит от количества других примесей: марганца, никеля, хрома, кремния. Каждый из них повышает какой-либо показатель, а взамен несёт за собой минус.

Именно сочетание примесей играет главную роль в характеристике металла. Дорогие марки стали имеют высокие показатели прочности, поддаваемость к свариванию и устойчивости к коррозии. Чаще всего, материал выбирается от вида предназначения: для создания деталей, где важна прочность, избираются высококачественные марки, а для сварки и изготовления электродов выбираются более дешёвые аналоги.

Аналоги

США — 1034, 1035, 1038, G10340, G10350, G10380, G10400
Германия — 1.0501, 1.1181, 1.1183, C35, C35E, C35R, C38D, Cf35, Ck35, Cm35, Cq35
Япония — S35, S35C, S38C, SWRCH35K, SWRCH38K

Заменителями марки стали 35 являются: 30, 35Г и 40. В их составе самым значительным отличием является массовая доля углерода. Несмотря на это, свойства данных марок практически не имеют между собой характерных отличий и являются качественными заменителями друг для друга.

Характеристики и свойства

Прочность стали низкая, но её вполне достаточно для многих промышленных целей. Плотность составляет 7,826 гр/см. Плотность обязательно учитывается в сферах машиностроения, самолётостроения, строительства, судостроения и других отраслях.

Обработка резанием у материала хорошая, поэтому его легче обработать или придать сверхточную форму деталям. Металл ограниченно поддаётся сварке.

Несмотря на содержание никеля сталь 35 легко подвергается коррозии. Связано это с низким содержанием ферромагнита.

Твёрдость составляет 163 МПа, это достаточно много для такой низкой прочности, но приложив усилия, металл можно слегка деформировать на станке.

Применение в разных отраслях

Благодаря устойчивости к ударной нагрузке сталь марки 35 можно применять для изготовления крепежа: болты, шпильки, гайки.

Так как свариваемость ограниченна, это не позволяет применять марку широко.

В машиностроении металл используется только для создания элементов не работающих на износ.

В строительстве марка 35 расходуется при возведении водопроводов и установке железо-бетонных плит. Сантехнические изделия не обходятся без 35 стали. Многие заводы именно из этой стали и её аналогов производят эмалированные ванны и раковины, которые в дальнейшем используются в строительстве.

Большая часть этой марки стали уходит на изготовление элементов металлопроката. Различные стальные сетки, листы, уголки и другое. Нередко 35-ая марка уходит на производство труб разных диаметров. Связано это с тем, что сталь хорошо «схватывается» при сваривании с любой другой трубой. Ещё из 35-ой часто изготавливают прутья, которые в дальнейшем часто расходуются на создание железо-бетонных плит. Нередко простейшие детали металлопроката эксплуатируются и для бытовых целей.

Сталь 35 можно не является эталоном качества и надёжности, но её можно использовать абсолютно в любой промышленности. Популярность данного сплава объясняется своей ценой, металл подходит для многих целей и не имеет высокой цены.

Таблица 1. Механический свойства проката

ГОСТ	Состояние поковки	Сечение, мм	σв (МПа)	δ5 (δ4) %	ψ %	НВ, не более
не менее
1050-88	Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации	25	530	20	45	—
Сталь калиброванная 5-й категории:
после нагартовки	—	590	6	35	—
после отжига или высокого отпуска	—	470	15	45	—
10702-78	Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой:
после сфероидизирующего отжига	—	До 540	—	45	187
нагартованная без термообработки	—	590	5	40	207
1577-93	Листы отожженные или высокоотпущенные	80	480	22	—	—
Полосы нормализованные или горячекатаные	6 — 25	530	20	45	—
16523-70 (Образцы поперечные)	Лист горячекатаный	До 2	490 — 640	-17	—	—
Лист холоднокатаный	2 — 3,9	490 — 640	-19	—	—
4041-71(Образцы поперечные)	Лист термообработанный 1-2-й категории	4 -14	480 — 630	22	—	163
2284-79	Лента холоднокатаная:
отожженная	0,1 — 4	400 — 350	-16	—	—
нагартованная класс прочности Н2	0,1 — 4	800 — 950	—	—	—
8731-74	Трубы горяче-, холодно — и теплодеформированные, термообработанные	—	510	17	—	187
8733-74

Физические характеристики

Температура	Е, ГПа	G, ГПа	r, кг/м3	l, Вт/(м · °С)	R, НОм · м	a, 10-6 1/°С	С, Дж/(кг · °С)
0	212	82	7830	53	172	—	—
20	212	—	7830	53	172	—	—
100	206	80	—	51	223	111	470
200	201	78	—	49	301	12	491
300	192	75	—	45	394	129	512
400	176	68	—	42	497	135	533
500	163	63	—	39	623	139	554
600	151	58	—	35	771	145	580
700	131	50	—	31	935	148	613
800	118	45	—	27	1115	119	710
900	—	—	—	27	1154	119	710
1100	—	—	—	—	—	125	701

Технологические свойства

Сталь 35 конструкционная углеродистая качественная

Для создания различных деталей и механизмов могут применяться самые различные материалы. Среди металлов следует отметить сталь 35. Она относится к классу углеродистых конструкционных сталей высокого качества, считается самым доступным предложением. Сталь 35 (ГОСТ 1050-88 ранее определял основные качества и химический состав, сейчас ему на смену пришел ГОСТ 1050-2013) применяют для получения промышленного крепежа различного типа.

Основные характеристики

Основные характеристики во многом определяют область применения металла. Сталь 35 характеризуется следующими качествами:

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 и механических свойствах сварного соединения приведены в табл. 9.3 и 9.4.

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.

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.

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.

Краткие обозначения:
σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	- относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	- предел текучести при сжатии, МПа	J_-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
s _в	- предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
s _T	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	p_n и r	- плотность кг/м 3
HRC_э	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σ t _Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь марки 35

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.

Сварка отливок из литейной стали

Как известно, в стальных отливках в целом ряде случаев появляются различные дефекты: раковины, трещины, недоливы и т. д. Большинство этих дефектов может быть исправлено сваркой. До последнего времени наибольшее распространение при исправлении дефектов в стальном литье имела ручная электродуговая сварка, которая характеризуется относительно низкой производительностью и экономичностью.

Попытки некоторых научно-исследовательских организаций и заводов автоматизировать заварку дефектов, с целью повышения производительности труда, снижения стоимости сварочных работ и улучшения условий труда, не дали желаемых результатов. Например, использование полуавтоматической сварки под флюсом, как правило, не обеспечивает требуемого качества при заварке глубоких дефектов и дефектов сложной конфигурации, вследствие залегания шлака в зоне сплавления с основным металлом и между слоями наплавленного металла.

Проведенное в ЦНИИТМАШе опробование некоторых способов сварки (ванного способа сварки под флюсом, сварки под магнитным флюсом, сварки в углекислом газе и др.) показало, что наиболее приемлемым для автоматизации заварки дефектов в стальном литье является метод сварки в углекислом газе, сочетающий высокую производительность с маневренностью ручной сварки.

Согласно техническим условиям стальное литье по химическому составу и механическим свойствам должно удовлетворять требованиям, приведенным в табл. ниже.

Из всего комплекса марок стального углеродистого литья по ГОСТ (15Л-55Л) детальное изучение свойств сварных соединений, выполненных в углекислом газе, было проведено на отливках из наиболее распространенных марок сталей (25Л, 30Л, 35Л и 45Л).

Механические свойства сварных соединений определялись на образцах, вырезанных из отливок с заваренными дефектами объемом 750-1200 см 3 (рисунок выше справа) как в исходном состоянии после сварки, так и после термообработки. Схема вырезки образцов для испытания механических свойств приведена на рис. слева, а схема отбора проб металла шва на химический анализ - на рисунке ниже справа.

Сварка образцов производилась на полуавтомате током 400-420 а обратной полярности при напряжении на дуге 30-32 в и расходе газа 1000-1200 л/час.

Свойства сварных соединений на отливках из стали 35Л

Применение проволоки Св-10ГС при сварке стали 35Л не обеспечивает после термической обработки необходимых по ТУ прочностных свойств наплавленного металла. В связи с этим заварка дефектов в отливках из этой стали производилась проволокой Св-08ГС, отличающейся от проволоки Св-10ГС более высоким содержанием марганца. Химический состав металла, наплавленного проволокой Св-08ГС, приведен в табл. ниже.

Химический состав металла, наплавленного проволокой Св-08ГС на сталь 35Л:

Результаты испытаний механических свойств сварного соединения (табл. 56) показывают, что наплавленный металл и сварное соединение удовлетворяют требованиям технических условий на отливки из стали 35Л.

Измерения показали неравномерное распределение твердости по сечению наплавки, не прошедшей термообработки (рисунок ниже).

Максимального значения твердость достигает в нижнем слое наплавки, что объясняется высокой скоростью охлаждения металла этого слоя (сварка производилась без предварительного подогрева), а также более высоким содержанием углерода по сравнению с другими слоями.

Верхний слой имеет столбчатую структуру (рисунок ниже) и также обладает повышенной твердостью.

После нормализации с отпуском твердость основного и наплавленного металла практически выравнивается (рис. выше).

На рисунке ниже (а и б) и под ним (а и б) представлены, соответственно, микроструктуры наплавки в исходном состоянии и после нормализации с отпуском (верхний слой и зона сплавления).

Испытания образцов, вырезанных из зоны сплавления и не прошедших термообработки, показали в ряде случаев низкие пластические свойства. После термообработки эти свойства повышались и достигали значений, необходимых по техническим условиям. Поэтому при исправлении дефектов в отливках из стали 35Л сварные соединения необходимо, как правило, подвергать последующей термообработке.

Проволока Св-08ГС может быть также использована при заварке дефектов в отливках из сталей 25Л и 30Л.

Механические свойства сварного соединения, выполненного на стали 35Л проволокой Св-08ГС:

Режимы и техника заварки дефектов стального литья

Подготовка дефектов под сварку. Подготовка дефектов под сварку в углекислом газе принципиально не отличается от подготовки их для ручной сварки. Разделка дефектов может производиться с помощью пневматического зубила, строганием, фрезерованием, сверлением, а также посредством газовой кислородной резки с последующим удалением с поверхности реза слоя окислов, окалины и наплывов. Остатки наплывов шлака и окалины после резки могут вызвать образование трещин и пор в наплавке (фиг. 75).

Поверхность разделанного дефекта должна быть чистой и иметь плавные очертания. Стенки подготовленных дефектов должны быть пологими (угол наклона не более 70°) с плавным переходом к основанию, чтобы обеспечить провар по всей поверхности дефекта. При заварке дефектов с вертикальными стенками могут быть непровары, а в местах, где отсутствуют плавный переход от стенки дефекта к основанию, трещины. При заварке сквозных дефектов необходимо применять подкладки из малоуглеродистой стали толщиной 5-7 мм, которые после заварки дефектов удаляются.

Режимы и техника заварки наиболее характерных дефектов

Наплавка на горизонтальные плоскости (исправление недоливов и больших раковин) в отливках из сталей, содержащих до 0,30% углерода, не вызывает серьезных затруднений, связанных с возможностью получения швов без горячих трещин. В этом случае наплавку можно производить на токе 400-420 а узкими валиками с быстрым перемещением горелки (40-50 м/час), причем каждый последующий шов должен во избежание несплавления между валиками перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 ширины (рис. ниже слева). В отливках из сталей с концентрацией углерода 0,30-0,40% вследствие быстрой кристаллизации наплавленного металла при скорости сварки 40-50 м/час в нижних слоях могут появиться трещины.

При медленном перемещении горелки (10-15 м/час), когда под основанием сварочной дуги находится значительный слой жидкого металла, уменьшается глубина проплавления, улучшается форма шва и предупреждается появление трещин.

Заварка дефектов в отливках из стали 45Л сильно осложняется возникновением, как правило, горячих трещин в первом или втором слое. Снижение скорости сварки до 10-15 м/час уже не обеспечивает получения швов без трещин. Даже при сварке на токе 250-280 а в нижних слоях часто появляются горячие трещины. В связи с этим сварку нижних слоев на стали 45Л в углекислом газе нельзя производить без предварительного подогрева. При этом необходимо сварочный ток снизить до 200-250 а, а линейную скорость сварки до 12 м/час. Целесообразно сварку нижних слоев (1-3 слоев) производить вручную качественными электродами, а последующие слои наплавлять уже в углекислом газе на токе 400-420 а с быстрым перемещением горелки.

При сварке на наклонных плоскостях (угол наклона до 30°) во избежание стекания металла из сварочной ванны необходимо быстро перемещать дугу, наплавляя без перерыва валики длиной не менее 100-120 мм. Общее направление сварки - снизу вверх (рис. выше справа).

При сварке на плоскостях с большими углами наклона (30-60°) сварочный ток необходимо снизить до 250-280°. Сварка на плоскостях с наклоном более 60° и на вертикальных плоскостях возможна на токе менее 160-180 а (проволока диаметром 1,6 мм).

Заварку небольших раковин чашеобразной формы (объемом 50-500 см 3 ) целесообразно производить следующим образом (рис. справа): дуга зажигается на дне раковины и перемещается медленно по спирали на 3-5 оборотов; после этого, не прерывая процесса сварки, производится обратное перемещение дуги по спирали к середине раковины. В дальнейшем сварка производится по той же схеме с постепенным увеличением количества накладываемых по спирали швов до полного заполнения раковины наплавленным металлом. В этом случае, так же как и при наплавке на поверхность, во избежание залегания шлака между слоями необходимо их перекрывать на 1/3 ширины шва. Указанный способ заварки раковин позволяет, не прерывая процесса, полностью заварить дефект и обеспечивает получение наплавки без пор, трещин и шлаковых включений. При заварке чашеобразных раковин большего объема (свыше 500 см 3 ) необходимо периодически после наложения 3-4 слоев по высоте прерывать процесс для охлаждения наплавленного металла, а также для удаления с поверхности наплавки шлака.

Заварку дефектов большой протяженности и глубины так же, как и при ручной сварке необходимо осуществлять методом «горки» (рис. ниже). При этом методе дефект по всей длине размечается на участки протяженностью по 150-200 мм. Сварка производится в следующем порядке: сначала наплавляется первый слой на первом участке; затем первый слой на втором участке и второй слой на первом участке. После этого наплавляется первый слой на третьем участке, второй слой на втором участке и третий слой на первом участке и т. д.

При заварке глубоких трещин в отливках из стали 35Л нижние слои необходимо наплавлять на малых токах (до 300 а) с небольшой скоростью сварки (до 12 м/час) и манипулированием электрода поперек шва. В дальнейшем скорость сварки можно повысить до 30-40 м/час, а ток до 400-420 а. В отливках из стали 45 заварку таких трещин необходимо производить с предварительным местным или общим подогревом до температуры 250-280° С, причем 2-3 нижних слоя наплавлять вручную качественными электродами. Дальнейшую заварку трещины можно производить на токе 400-420 а со скоростью до 15-20 м/час. После наплавки в углекислом газе 2-3 слоев скорость сварки можно повысить до 40- 50 м/час.

Если глубина дефекта, расположенного на краю детали, превышает 20 мм, то необходимо произвести наплавку до уровня первой планки, после чего поставить вторую планку и продолжать сварку.

После заварки дефекта эти планки вырубаются или сострагиваются при последующей механической обработке. Макрошлиф дефекта, расположенного на краю детали и заваренного в углекислом газе в помощью планок, приведен на рис. слева.

Заварка сквозных дефектов также должна производиться с помощью планок из малоуглеродистой стали.

При этом следует руководствоваться технологическими приемами, которые рекомендуются для исправления недоливов, больших раковин и глубоких трещин при ручной сварке качественными электродами.

Автор: Администрация

Все о стали марки 35Л

В самых разных областях используется качественная сталь с маркировкой 35Л. В первую очередь этот материал подходит для производства надежных деталей, функционирующих под влиянием как умеренных статических, так и динамических типов нагрузок. Материал сегодня очень популярен, имеет массу плюсов.

Состав и расшифровка

Прежде чем рассматривать подробно состав стали с маркировкой 35Л, необходимо расшифровать ее наименование. Итак, цифровое значение 35 расшифровывается как сталь, что содержит в собственном составе примерно 0,35% такого элемента, как углерод. Что касается буквенного обозначения «Л», то оно относит металл к категории «литейного».

Современная нелегированная вариация сплава для отливок содержит следующие элементы, каждый из которых имеет свое значение:

железо – от 98,1%;
марганец – от 0,45 до 0,9%;
углерод – 0,45-0,9%;
кремний – 0,2-0,52%;
фосфор – до 0,06%;
сера – до 0,06%.

Перечисленные химические элементы обязательно должны быть предусмотрены составом стали с маркировкой 35Л. Разрешенный объем примесей определяется в специальной таблице химического состава. Допустимое содержание сплава подчинено ГОСТ 977-88.

Характеристики и свойства

Для стального сплава с маркировкой 35Л характерны опеределенные свойства и основные параметры. Это и механические, и физические характеристики, которые оказывают влияние на уровень практичности, надежности и износостойкости готовых металлических заготовок. Для рассматриваемой марки, соответствующей всем необходимым ГОСТ, характерна высокая плотность и твердость. Именно за эти качества данный материал выбирают многие люди. Кроме того, сталь с маркировкой 35Л отличается практичностью и демократичной стоимостью. Сегодня из нее производится множество разных продуктов.

По Бринеллю твердость рассматриваемого популярного материала составляет 146 МПа. Несмотря на высокие показатели жесткости, сплав остается достаточно послушным и податливым в обработке. Параметр плотности такого металла достигает отметки в 7830 кг/м. куб. Электрическое сопротивление 35Л может составить от 172 до 1154 Ом. Рассматриваемый популярный сплав относится к категории среднеуглеродистых. К этому же типу относятся марки материалов 30, 40, 45 и 50. Металл прочен и надежен, но при этом совершенно не демонстрирует пластичности или вязкости. Указанные способности более характерны для низкоуглеродистых сплавов.

Многие механические свойства стали с маркировкой 35Л зависят в первую очередь от процента углерода, содержащегося в ней. По ходу производства отливок и различных стальных деталей металл разрешается подвергать следующим необходимым операциям, учитывая оптимальную температуру плавления металла:

нормализации (подразумевается отжиг);
закаливания с отпуском низкого вида;
закалка ТВЧ.

Аналоги и заменители

Существует достаточно аналогов и заменителей стальному сплаву с маркировкой 35Л. Вместо этого вида металла можно задействовать похожие варианты, которые схожи с ним по многим параметрам и техническим характеристикам. В первую очередь речь идет о заменителях 35Г, 30Л, 40Л и 45Л. Подобные марки материалов, как и 35Л, относятся к категории среднеуглеродистых, являются прочными и надежными, но недостаточно пластичными.

Существуют и качественные зарубежные аналоги материала 35Л. Рассмотрим самые лучшие альтернативные варианты:

европейские металлы с маркировкой C35, Ck35 (2), Cm35 (2);
немецкий сплав с обозначением 1.1182;
японская марка стали S35C;
существуют популярные чешские аналоги, а именно, марка 422650;
есть аналог из Норвегии – Sst520;
французская сталь с похожими характеристиками и параметрами – 280-480M;
венгерские марки похожей стали – Ao500, Ao500FK;
популярные аналоги из Финляндии – G-26-52, G-30-57;
аналоги стали 35Л производятся и на территории Китая – ZG270-500, ZGD290-510;
популярные американские материалы с маркировками 1034, 1035, 1038.

Применение

Основная сфера применения рассматриваемой марки стали является производственной. Рассмотрим, для производства каких именно объектов сплав 35Л задействуется чаще всего.

Для отливки качественных станин, предназначенных для станочного оборудования прокатного типа, а также крепких задвижек, балансирующих элементов, запчастей-диафрагм, кронштейнов и прочих востребованных деталей, которые приводятся в действие под теми или иными нагрузками.
Для отливки деталей, необходимых для конструкции различных моделей турбин, компрессоров осевого типа, которые работают при максимальных температурных значениях от -40 градусов Цельсия до +350 градусов.
Часто сплав используют для отлива запчастей, необходимых для арматуры трубопровода, а также приводной аппаратуры с максимальной температурой среды от -30 до +400 градусов Цельсия (при условии отсутствия ограничений рабочего давления).
Из стали 35Л выходят очень хорошие детали для горно-металлургических агрегатов, отличающихся высокой надежностью и практичностью.
Из материала также изготавливают приборные корпуса, используемые в авиационном строении, высоконагруженные кронштейны, стабилизирующие элементы, рамки гироскопов и так далее.

Кроме того, сталь с маркировкой 35Л может быть применена в производстве таких полезных и нужных элементов:

траверсы;
валы;
элеваторные детали и крепкие крюки;
валики и фланцы;
кольца для установки;
составляющие для крепких лебедок бурового типа;
диски;
специальные звездочки;
шатуны;
ободочные компоненты;
коленвалы.

Популярный сплав марки 35Л применяется очень широко. Из него производят качественные и надежные продукты, которые оказываются востребованными в самых разных областях.

Термообработка

Как указывалось выше, в ходе производства тех или иных отливок сталь марки 35Л может претерпеть несколько разных операций. К примеру, обработка подобного сырья посредством ковки обычно осуществляется при температуре, составляющей от 1280 до 750 градусов Цельсия. После этого наступает момент охлаждения металлической заготовки. Проводят обработку с применением методики оптимального отжига, благодаря чему повышается предел упругости стального сплава.

Нормализация стали 35Л может происходить под действием температурных режимов, составляющих 860-880 градусов Цельсия. При этом допускается отпуск в 600-630 градусов. Для процесса закалки подойдут температурные значения 860-880 градусов Цельсия. Отжиг в печи разрешен при температурах в 850 или 950 градусов, исходя из размеров и сечения заготовок.

Сварка

Если говорить об уровне свариваемости металла с маркировкой 35Л, то действующие ГОСТы устанавливают подобную возможность как ограниченную. К примеру, сталь, относящаяся к маркировке 20Л, может легко свариваться без каких-либо рамок и ограничений. Исключением могут оказаться только те элементы, которые ранее были подвергнуты химическо-термическим обработкам.

Того же нельзя сказать о марке 35Л. Она гораздо более требовательна. В данном случае для успешной сварки необходим правильный подогрев материала. Потребуется и специальная процедура по термообработке. Наиболее удачными и разрешенными способами сварки в данном случае являются:

ЭШС;
РДС;
АДС с газовой защитой под флюсом.

Для сваривания разрешено пользоваться электродами.

Читайте также: