2.2 Характеристика зварюваної сталі.

Сталь – сплав заліза з вуглецем, в якому вміст вуглецю не перевищує 2%. Окрім вуглецю сталь містить невелику кількість Mn, Is, Ni, Cu, S, P.

Сталі за призначенням поділяються на конструкційні, спеціальні та

інструментальні; за способом виробництва – на мартенівські, бесемерівські, томасівські; по хімічному складу – на вуглецеві, леговані.

Вуглецеві сталі поділяються на 3 групи:

А – поставляються по механічним властивостям;

Б – поставляються по хімічному складу;

В – поставляються по механічним властивостям та по хімічному складу.

Вуглецеві сталі за змістом вуглецю бувають:

- низько вуглецеві С=0,22%

- середньо вуглецеві С=0,2÷0,45%

- високо вуглецеві С=0,45÷0,7%

Леговані стали, окрім вуглецю, мають підвищений вміст Mn, Si, Ni, Cu, W, Mo,

Cr, V і ін.. Ці елементи додають сталям особливі властивості. Леговані сталі бувають:

- низьколеговані (легуючі елементи до 2,5%);

- середньо леговані (2,5.10%);

- високолегованими (понад 10%).

Згідно теми дипломної роботи зварний корпус виготовляється з сталі 09Г2.

Сталь 09Г2 – низько вуглецева, низьколегована сталь з вмістом вуглецю до 0,09%. Сталь має тимчасовий опір розриву 0,6 - 2×10⁹ Па; вони відносяться до перлітного класу.

Ці сталі стійкі проти переходу в крихкий стан, тому їх застосовують для конструкцій, що працюють при низьких або високих температурах, при ударних або знакозмінних навантаженнях, в агресивних середовищах та інших важких умовах.

Ці сталі чутливі до нагріву, при зварюванні вони можуть гартуватися, перегріватися, утворювати холодні тріщини, що утрудняє їх зварювання. Чим вище вміст вуглецю і легуючих домішок і чим більше товщина металу, тим гірше зварюваність цих сталей. Технологія зварювання сталі 09Г2 повинна передбачати низькі швидкості охолодження металу шва. В склад сталі входить марганець до 2%

Mn - марганець міститься в сталі в межах 1,3÷1,95%. В цих межах марганець не затрудняє процес зварювання. При зварюванні середньо марганцевих сталей із вмістом 1,8÷2,5% Mn- виникають тріщини у зв'язку з тим, що Mn сприяє гартуванні сталі.

Si - кремній міститься в середньо вуглецевій сталі в межах 0,02 ÷ 0,35%. В цих межах Si не викликає ускладнень при зварюванні. При вмісті Si вище 0,8÷1,5% зварювання ускладнюється у зв’язку з високою рідко текучістю сталі і утворення тугоплавких оксидів Si.

Хімічні, механічні та технологічні властивості сталі 09Г2 зведені в таблиці 2,3,4.

Хімічні властивості сталі 09Г2

Таблиця 2

сталь	С,%	Mn,%	N, %	НВ
09Г2	≤ 0,12	1,3-1,95	0,05-0,08	217

Механічні властивості сталі 09Г2

Таблиця 3

сталь	т (МПа)	в (МПа)	КСU-10 (МДж/м2)
09Г2	420	600	0,4

Технологічні властивості сталі 09Г2

Таблиця 4

сталь	Зварюваність	Способи зварювання арювання	Обробка різанням
			склад металу	Коеф. Оброб. К0
09Г2	Добре	не обмежено РДЗ,НАЗ, АЗ	Гарячекатана НВ =163; Ов = 62 кгс/ мм2	1,2

В письмовій роботі необхідно визначити зварюваність сталі 09Г2.

Зварюваність сталі – це здатність металів утворювати при встановленій технології зварювання зварне з'єднання, метал шва якого мав би механічні властивості, близькі до основного металу.

На зварюваність сталі впливає вуглець і легуючі елементи, що входять до складу сталі. Про зварюваність сталі судять по еквівалентному вмісту вуглецю. Для цього кожний легуючий елемент оцінюють з погляду його впливу на твердість. Еквівалентний зміст вуглецю в % можна визначити по формулі:

Для сталі 09Г2 формула прийме вигляд:

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%.

Висновок. Сталь09Г2 має С_екв=0,188…0,223%, отже вона відноситься до 1 групи зварювальності – тобто добре зварювальна сталь. Сталі цієї групи при звичайних способах зварювання не дають тріщин. Зварювання ведуть без підігріву і після зварювання не використовують термообробки. Для отримання зварних з'єднань високої якості потрібне чітке дотримання режимів зварювання, застосування спеціального присадкового матеріалу, особливо ретельного очищення зварюваних кромок й повільне охолодження зварних швів.