2.2. Характеристика зварюваної сталі.

Для виготовлення зварної кришки станіни, що складається з стаканів, ребер, втулки та кришки використовують сталь 09Г2С.

Сталь - це сплав заліза з вуглецем, і іншими елементами ( Mn, Si, P, S, N, Сг, Са, та ін.) де вуглецю від 0,01 до 2%.

Залежно від хімічного складу сталі, бувають вуглецеві і леговані.

Вуглецеві сталі поділяються на низьковуглецеві з вмістом С ≥0,25%; середньовуглецеві із вмістом С=0,25÷0,6%; високовуглецеві С=0,6÷2,0%.

Сталь, до складу якої окрім вуглецю входять легуючі компоненти називають легованою. Леговані сталі бувають:

низьколеговані - до 2,5% легованих елементів.

середньолеговані - від 2,5÷10% легованих елементів.

високолеговані - більше 10% легованих елементів.

Згідно теми дипломної роботи зварна кришка виготовляється з сталі 09Г2С. Ця сталь відноситься до низьколегованих, низьковуглецевих сталей.

Сталь09Г2С - це кремнемарганцева сталь, вона має особливості в зварюваності. Під зварюваністю розуміють здатність металів або сплавів утворювати високоякісне зварне з'єднання. Зварюваність залежить від хімічного складу і %-го вмісту вуглецю. Наявність сірки приводить до гарячих тріщин. Для запобігання утворення тріщин необхідно витримувати співвідношення марганцю і сірки в наступній пропорції:

Для сталі 09Г2С містить Mn=1,3-1,7%, S=0,06%:

Марганець при змісті 0,3-0,8% - покращує зварюваність, 1,5-2,5% - сприяє гартуванню і утворенню тріщин. В сталі 09Г2С Mn=1,3-1,7% тому ця сталь схильна до утворення тріщин.

Кремній до 0,3% зварюваність не погіршує, але при змісті 0,8-1,5% зварюваність знижується через утворення тугоплавких оксидів кремнію і рідкотекучості сталі. В сталі 09Г2С Si=0,5-0,8% тому зварюваність погіршується. Окрім Mn і Si в сталі 09Г2С міститься хром. Він сприяє утворенню тугоплавких оксидів хрому і гартівних структур. Нікель не погіршує зварюваність сталі і сприяє подрібненню її зерна і збільшує міцність і пластичність зварного шва.

Хімічний склад сталі 09Г2С (%)

Сталь	З	Si	Mn	Cr	Ni	Cu
09Г2С	0,12	0,5-0,8	1,3-1,7	0,3	0,3	0,3

Механічні властивості сталі 09Г2С

Сталь	Sмет. мм	Gв кГс/мм2	Gт кГс/мм2	д5 %	бр (кГс/мм2) при t°С
					+20	-40	-70
09Г2С	10	48	33	21	6	3,5	3

Технічні властивості сталі 09Г2С

Сталь	Зварюваль ність	Способи Звар - ня	Обробка різанням
			Стан металу	Коефіцієнт обробки, К0
09Г2С	Необмежена	РДЗ, АДЗ КДЗ	Горячекатан. НВ 126-131 в=46 - 50 кГс/мм2	1,7 (твердий спл.) 1,6 (швидкоріжуча сталь)

Сталь 09Г2С володіє високою межею пластичності, а це знижує витрату металу на 15-30%; зниженою схильністю до механічного старіння; підвищеною хладостійкістю; кращою корозійною стійкістю і зносостійкістю. Але не дивлячись на це сталь 09Г2С зварюється з обмеженнями по температурі навколишнього повітря (не менше -5°С), товщині (менше 20 мм) і жорсткості при правильно вибраному режимі зварювання.

Зварюваністю називається здатність металу або сплаву утворювати високоякісне зварне з'єднання. Зварюваність сталі залежить від хімічного складу і від % вмісту вуглецю. Наявність сірки сприяє утворенню гарячих тріщин. Для запобігання утворення тріщин необхідна додаткова термообробка.

По зварюваності сталі поділяються на 4 групи:

1. Добре зварювальні С=0,25%;

2. Задовільно зварювальні С=0,2.0,35%;

3. Обмежено зварювальні С=0,35.0,45%;

4. Погано зварювальні С>0,45%.

Для визначення зварювальності сталі 09Г2С необхідно визначити еквівалентний зміст вуглецю:

%

%

%

%

Висновок. Оскільки сталь 09Г2С має Секв_.=0,3%, то ця сталь відноситься до другої групи зварювальності – задовільної, оскільки в них міститься С=0,25-0,35%С. Отже після зварювання необхідне уповільнене охолоджування зони термічного впливу; підігріти виріб до температури 200⁰С. Термообробка необхідна для попередження виникнення гарячих та холодних тріщин.