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 Сэ>0,45 сталь склонна к холодным трещинам
Сэ=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 Соб– 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 |
