Анализ свариваемости основного металла

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

Эмпирические оценки свариваемости

1 Теоретическая часть(фрагмент выпускной квалификационной работы)

Анализ свариваемости основного металла

Свариваемость – свойства металла образовывать при установленной технологии сварки сварное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

Для изготовления корпуса ресивера применяется сталь 09Г2СА-А.

Химический состав и механические свойства применяемой марки стали представлены, соответственно, в таблицах 1 и 2.

    Таблица 1 – Химический состав применяемой марки стали

Сталь	Содержание элементов, %
	С	Si	Мn	S	Р	Сr	Ni	Сu	V
09Г2С	0,09-0,12	0,17-0,37	1,4-1,8	≤ 0,035	≤ 0,04	≤ 0,3	≤ 0,3	≤ 0,3	0,04
09Г2СА-А	0,07-0,09	0,35-0,58	1,4-1,8	≤ 0,005	≤0,008	≤ 0,3	≤ 0,3	≤ 0,2	0,04

 

       При анализе свариваемости эмпирически (по формулам) оценивают сопротивление сварных соединений холодным (ХТ) и горячим (ГТ) трещинам

    Таблица 2 – Механические свойства применяемой марки стали

 

 

 

Сталь	Температура испытаний, °С	RTp0,2	RTm	δ5	φ
09Г2С		МПа		%
	40	245	432	21	45
	60	226RTm	432	18	41
RTp0,2 –предел текучести, RTm – предел прочности,δ5 – относительное удлинение, φ - относительное сужение;

 

Для определения сопротивления стали появлению ХТ, вычисляем углеродный эквивалент

(1)

При С_э>0,45 сталь склонна к холодным трещинам

С_э=0,45…0,47

   Для определения сопротивления стали ГТ, определяем показатель Уилкинсона

H.C.S. = 1000·C·(S+P+Si/25+Ni/100)/ (3Mn+Cr+Mo+V)

(2)

   При H.C.S.> 3,6 – сталь склонна к ГТ.

   H.C.S.= 2,725 (09Г2С)

H.C.S.=0,533 (09Г2СА-А)        

   Так как применяемая сталь проходит термическую обработку, проверяем ее на склонность к трещинам при повторном нагреве (ТТО) по формуле Накамуры:

∆G = Cr+3,3Mo+8,1V + 10C-2

(3)

   При ∆G>0 – сталь не склонна давать трещины при повторном нагреве термической обработки.

∆G = -0,5…0,6

   Сталь склонна к трещинам повторного нагрева

   При сварке теплоустойчивых сталей применяется подогрев, определим температуру (Т°С) подогрева по формуле

Т=350·(Соб-0,25)0,5

(4)

где С_об– общий углеродный эквивалент,%

Соб=Сэ·(1+0,005·δ)

(5)

где δ – толщина металла свариваемой детали, мм

Результаты оценки свариваемости показаны в таблице 3.

     Таблица 3 – Характеристики свариваемости стали

Марка стали	Сэ, %	HCS	Склонность к
			ХТ	ГТ	ТТО
09Г2С	0,47	2,725	+	-	+
09Г2СА-А	0,45	0,533	+	-	+

Таким образом, cвариваемость стали 09Г2СА-А – удовлетворительная, таблица 9. Необходима последующая термообработка, высокий отпуск с целью повышения прочностных показателей при сохранении высокой пластичности и снятии остаточных напряжений. Температура предварительного подогрева для стали 09Г2СА-А при толщинах стенки 16 мм составляет 170°С…»

2Практическая часть

2.1Для сталей по варианту задания (Приложение 1) заполнить таблицы №№1,2 и выполнить оценку свариваемости по эмпирическим формулам (1) – (3), заполнить таблицу №3. При необходимости рассчитать температуру подогрева при сварке по формулам (4), (5).

2.2 Сделать вывод о свариваемости сталей.

2.3 Ответить на контрольные вопросы*.

- что называется физической свариваемостью материалов при ЭДС?

-что называется тепловой свариваемостью материаловпри ЭДС?

- что называется металлургической свариваемостью материаловпри ЭДС?

- что понимают под технологической свариваемостью?

*При ответах воспользоваться материалами статьи

Доронин Ю.В., Подрезов Н.Н. Необходимость формализации понятия свариваемости в производстве изделий АЭС / Ю.В. Доронин, Н.Н. Подрезов // Глобальная ядерная безопасность. – 2014. - № 3(12). – с.26-30

3Оформительская часть

Оформить отчёт в электронном виде.

4Приложение 1(варианты заданий)

№	Марка стали	Толщина планки, мм
1	-ВСт2кп - 10Г2 - 10ГН2МФА	25
2	-ВСт2сп - 15ХМ - 15Х2НМФА	60
3	-ВСт3кп - 15ГС - 15Х2НМФА класс 1	76
4	-ВСт3сп - 12ХМ - 06Н2МФБА-А	10
5	-10 - 16ГНМА - 25Х2НМФА	54
6	-15 - 15Х1М1Ф - 25Х2Н4МА	36
7	-20 - 23Г2А - 15Х2НМФА-А	80
8	-22К - 12Х1МФ - 12Х2МФСР	45
9	-В Ст5пс - 18ХГТ - 35ХН1М2Ф	12
10	-ВСт4сп - 25Х2МФА - 35ХГСА	25
11	-20Ш - 25ХГТ - 20Х2Н4А	18
12	-25 - 30ХГТ - 14ХМНДФР	50
13	-30 - 10Г2С1 - 20Х3МВФ	5
14	-Ст3Гсп - 40ХФА - 05Г4ДМФ	32
15	-Ст6пс - 15ХСНД - 20ХН2М	28