3. Характеристика и классификация стали 14хгс.
Классификация: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций
Химический состав стали: Углерод – 0,14%, Кремний – 0,6%, Марганец – 1%, Никель до 0,3%, Хром -0,7%, Медь до 0,3%, Сера -0,04%, Фосфор – 0,035%
Температура критических точек: Ac1 = 740, Ac3= 860 , Ar3 = - , Ar1=-.
Термообработка: Закалка 880oC, масло, Отпуск 540oC, вода Твердость материала: HB 10 -1 = 390 МПа Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 207-217 и σв=710 МПа, К υ тв. спл=0,85 и Кυб.ст=0,75 Флокеночувствительность: не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: склонна.
Свариваемость: ограниченно свариваемая
Применение: сварные конструкции
Сортамент |
Размер |
Напр. |
sв |
sT |
d5 |
y |
KCU |
Термообр. |
- |
мм |
- |
МПа |
МПа |
% |
% |
кДж / м2 |
- |
Прокат |
4 |
|
500 |
|
22 |
|
|
|
Лист |
5 - 9 |
|
500 |
350 |
22 |
|
|
|
Таблица 1. Механические свойства при t =20oС материала 14ХГС . [5]
Особенности способа сварки.
Для сварки стали, 14ХГС, применяют следующие типы электродов: ЦЛ-14, ЦЛ-18-63, ЦЛ-30-63, НИАТ-3М, УОНИ-13/85. Исходя из параметров сварки я выбрал электроды ЦЛ-18-63 диаметр электрода 4мм. Источник питания я выбрал Kemppi Master MLS 3500.
При сварке электрическая дуга должна быть как можно более короткой.
предварительный разогрев металла (до 300 ºС), После окончания сварки соединения должны проходить термическую обработку для обеспечения высоких механических свойств. Для этого стали подвергают закалке при температуре 880°C. Для того, чтобы избежать деформаций и напряжений при сварке, выполняют низкотемпературный отпуск.
Задание: На массивное тело марки стали 14ХГС наплавляется валик с помощью РДС. Оценить возможность разупрочнения основного металла под действием термического цикла ручной дуговой сварки. Режимы сварки: I=140A, U=32B, V=15м/ч.
4. Определение скорости охлаждения при наплавке валика на массивное тело.
Скорость охлаждения при наплавке валика на массивное тело определяется по формуле (1):
(1)
где: λ – коэффициент теплопроводности, Дж/(см*с*град);
Т - температура наименьшей устойчивости аустенита, °С;
Т0 - температура свариваемого изделия, °С;
q - количество тепла, вводимого дугой в изделие, Дж/с;
Wосв – скорость охлаждения металла, град/с при Тm;
Vсв – скорость сварки, см/с
Количество тепла, вводимого дугой в изделие, q, определяется по формуле:
q = Uд Iсв 𝜂и, (2)
где Uд - напряжение на дуге, В;
Iсв - сила сварочного тока, А;
𝜂и -эффективный КПД процесса нагрева изделия дугой.
q=32*140*0.75=3360 Дж/с
Полученные результаты расчетов формулы (2) подставляем в формулу (1):
/с