Диаграмма Шеффлера.

Диаграмма Шеффлера является эмпирической построенной для металла шва в исходном состоянии после сварки при обычных усредненных режимах, применяемых при ручной дуговой сварке и не учитывает возможных изменений количества феррита при изменении скоростей охлаждения за счет изменения сварочных режимов или за счет последующей аустенизации или стабилизации металла шва, но позволяет с приемлемой степенью точности сделать оценку структурного состояния металла в зависимости от его химического состава.

По химическому составу металла подсчитывается эквивалентное содержание хрома и никеля, а структурное состояние металла определяется точкой пересечения эквивалентных значений на диаграмме, при этом структурное состояние хромоникелевых аустенитных сталей может быть определено расчетом. Условия существования металлов с однофазной аустенитной и двухфазной аустенитно-ферритной структурой с содержанием феррита 0% выражают линейной зависимостью

Если эквивалент хрома меньше расчетного содержания хрома, то сталь имеет однофазную аустенитную структуру. Если эквивалент хрома больше расчетного содержания хрома, то сталь имеет двухфазную аустенитную структуру.

Задача 1

Определить содержание феррита по диаграмме Шеффлера и расчетом, при условии, что наплавленный металл имеет следующий химический состав. С = 0.6 Mn = 1.1, Ni = 10.2, Cr = 20.5, Si = 0.6, Mo = 2.6.

Определяем эквивалент никеля и хрома.

Рассчитанные координаты точки соответствуют на диаграмме аустенитно-ферритной структуре металла с содержанием феррита 17%.

Значит, что определенный по диаграмме эквивалент хрома больше расчетного, следовательно наплавленный металл имеет двухфазную структуру а содержание феррита составляет

α=(24-18,7)*3=15,9.

Содержание феррита по диаграмме 17%, расчетная ≈16%, т.е. значения равноценны.

Однако при наличии в наплавленном металле ферритообразующих элементов, которые одновременно являются сильными карбидообразователями, следует учитывать возможность образования стойких карбидов (химические соединения с углеродом), т.к. это значительно изменяет эквивалентные значения Ni и Cr по сравнению с получаемыми расчетом значений без учета образующихся карбидов.

Сильные карбидообразователи (по убыванию)

m ax min

Hf	Zr	Ti	Ta	Nb	V	W	Mo
178.49	91.22	47.86	180.94	92.9	50.94	183.84	95.94

гафний

Задача 2

определить содержание феррита в наплавленном металле по диаграмме Шеффлера без учета и с учетом, если наплавленный металл имеет след хим состав

1)

Эквивалент никеля

Эквивалент хрома

2) по диаграмме Шеффлера определяем

3) при наличии сильного, карбидообразователя Nb будут образовываться карбиды со стехиометрическим отношением.

4) Предел растворимости углерода в твердом растворе составляет 0,02%

определим количество избыточного углерода способного образовать карбид Nb.

=0.08

5) Полученное количество углерода способно израсходовать Nb на образование карбидов

=0,64

6) Количество свободного ферритобразующего Nb составит

7). Эквивалент никеля

Эквивалент хрома

Вывод: структура останется прежней, аустенитная структура с содержанием феррита 10%, что в 2 раза больше первоначального расчетного количества.

СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ

При электрической сварке плавлением применяют следующие материалы:

1. покрытые электроды

2. сварочная проволока

3. плавящиеся и неплавящиеся электродные стержни

Покрытые электроды. Условные обозначения.

Структура условного обозначения состоит из 11 пунктов

1

2

3

4

5

10

11

7

8

9

6

E

1. Тип электрода. Индекс Э – электрод для ручной дуговой сварки, наплавки:

для сварки углеродистых и низколегированных сталей, легированных с повышенной прочностью, цифры после буквы «Э» обозначают величину предела прочности при растяжении. Индекс «А» - металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости. Для теплоустойчивых и высоколегированных сталей Э-цифры после индекса указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буквы и цифры определяют содержание химических элементов в наплавленном металле от большего к меньшему.

2. Марка электрода

3. Диаметр электрода

4. Назначение электрода

У - для сварки углеродистых и низколегированных сталей предел прочности при растяжении ≤588 мПа

Л – для сварки легированных конструкционных сталей ≥588 мПа

Т - для сварки теплоустойчивых сталей

В – высоколегированных сталей с особыми свойствами

Н – электроды для наплавок

5. Коэффициент толщины покрытия

По отношению диаметра покрытия электрода D /к диаметру металлического стержня d

М – D/d ≤1.2 маленькое покрытие

C – 1.2≤D/d≤1,45 среднее покрытие

Д – 1.45≤D/d≤1,8 толстое покрытие

Г –≥D/d≥1,8 очень толстое

с цифры 1 до цифры 5 – паспортные данные электрода

6. в знаменателе записывается кодированное обозначение определенных свойств наплавленного металла и металла шва данного электрода

Буква Е – международное обозначение плавящегося покрытого электрода

7. Обозначает вид покрытия электрода

А – кислое покрытие

Б – основное покрытие

Ц – целлюлозное покрытие

Р – рутиловое покрытие

АР – кислое рутиловое покрытие

РБ – основное рутиловое покрытие

П – прочие покрытия

Ж - при наличии в покрытии железного порошка более 20%

АЖ – кислое покрытие с высоким содержанием железа

8. обозначение допустимых пространственных положений

1 – для всех положений

2 - для всех положений кроме вертикального «сверху вниз»

3 - для нижнего горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального «снизу вверх»

4 – для нижнего, и нижнего «в лодочку»

9. обозначение характеристик сварочного тока и напряжения источника питания

= - постоянный ток

О - обратная полярность

1 – любая полярность

2 - прямая полярность 50 В

3 – обратная полярность, 50 В

4 – любая полярность, 70В

5 – прямая полярность, 70В

6 – обратная полярность, 70В

7 – любая полярность, 90В

8 – прямая полярность, 90В

9 – обратная полярность, 90В

10. Стандарт на структуру условного обозначения

ГОСТ 9466 – 75 электроды покрытие металлические для ручной дуговой сварки и наплавки. Классификация о и общие технические условия.

11. Стандарты на типы электродов

ГОСТ 9467-75 Электроды покрытие металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей

ГОСТ 10051-75 Электроды покрытие металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами

ГОСТ 10052-75 Электроды покрытие металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами