1397

мации при нагружении 0,2%;

-относительное равномерное удлине­

ние;

-относительное удлинение после раз­

рыва;

-относительное сужение после разры­

ва;

КСU - ударная вязкость, определенная на

образцах с концентратором вида U;

KCV - ударная вязкость, определенная на

образцах с концентратором вида У;

ТК - критическая температура хрупкости;

нв - твёрдость по Бринеллю;

- диаметр отпечатка по Бринеллю при

диаметре шарика 1О мм и испьпатель­

ной нагрузке 2943 Н;

НRA - твёрдость по Роквеллу (шкала А, конусный наконечник с общей нагруз­

кой 588,4 Н);

НRВ - твёрдость по Роквеллу (шкала В, сферический наконечник с общей на­ грузкой 980,7 Н);

НRC - твёрдость по Роквеллу (шкала С, конусный наконечник с общей нагруз­ кой 1471 Н);

НУ - твёрдость по Виккерсу при нагрузке 294,2 Н и времени вьщержки 10 - 15 с ;

N - число циклов напряжений или де­ формаций, вьщержанных нагруженным

объектом до образования усталостной трещины определённой ПРОТЯЖёННОСТИ

или до усталостного разрушения;

ао - начальное нормальное напряжение при релаксации;

-остаточное нормальное напряжение при релаксации;

-коэффициент интенсивности напря­

жений;

- температура начала a.~ у превра­

щения при нагреве (нижняя критиче­ ская точка);

Асз - температура конца a.~ у превраще­

ния при нагреве (верхняя критическая точка);

- температура конца y~ а. превраще­

ния при охлаждении (нижняя критиче­ ская точка);

- температура начала y~ а. превра­

щения при охлаждении (верхняя кри­ тическая точка);

Мн - температура начала мартенситного превращения;

Мк - температура конца мартенситного превращения;

G - модуль сдвига;

v - коэффициент Пуассона;

ипоперек направления прокатки;

р- удельные магнитные потери при

B,vo

частоте тока УО и индукции В;

V- скорость деформирования образца;

- скорость деформации образца;

а- толщина образца при испытании

листов на изгиб;

d - толщина оправки при испытании

листов на изгиб;

s - толщина стенки;

CI' - хлор-ион;

F' - фтор-ион;

-коэффициент износостойкости при

абразивном износе;

-коэффициент износостойкости при гидроабразивном износе;

-скорость резания;

-коэффициент относительной обраба-

ть~аемости;

т- время;

- температура;

ГСССД - государственная служба стандартных

справочных данных;

ГОСТ - государственный стандарт;

ОСТ - отраслевой стандарт;

ТУ - технические условия;

РТМ - руководящие технические материалы;

ДЦ - данные НИИТМАШ;

АБД - автоматизированный банк данных

Литейные свойства. В .Марочнике принята

оценка характеристик литейных свойств в виде от­

носительных величин коэффициеитов, равных от­

ношенmo показателей для изучаемого и эталонного

материала, определенных по единым методикам. В качестве эталона взята сталь марки 30Л. ДЛЯ оцен­

ки технологичности приняты следующие показате­

ли:

Жидкотекучесть определена по спиралевид­

ной пробе. Длина залитой спирали в саитиметрах

выражает жидкотекучесть материала.

Линейная усадка определена на приборе конст­

рукции Большакова.

Склонность стали к образованию усадочных раковин и пор определена на цилиндрическом об­ разце, переходящем в верхней части в усеченный конус. Усадочная пористость определена по объе­

му пористой зоны.

Трещиноустойчивость определена на приборе конструкции ЦНИИТМАШ. Прибор показывает стойкость стали против образования горячих тре­ щин, которые образуются вследствие заторможен­

ной усадки образцов.

Литейные свойства определены при темпера­

туре на 50-70 ос выше начала затвердевания стали.

Механические свойства отливок, поставляемых по ГОСТ 977-88, приведены в Марочнике для отли­

вок групп 11 и ш.

Ковочные свойства. Для характеристики ко­ вочных свойств в Марочнике приводятся механи­ ческие свойства в зависимости от температуры ис­

пытания в иитервале ковочных температур и кри­

терий ковкости. Помимо ковочных свойств приво­

дятся температурные параметры ковки и условия

Критерий ковкости, являющийся комплексным показателем, характеризует способность металла к

ковкость хорошая, при КIjI ;::: 2 - ковкость отличная.

Приведенная в Марочнике максимальная тем­

пература нагрева металла перед ковкой является максимально допустимой температурой нагрева металла в печи, причем для сталей марок

20ХIМIФIТР (ЭП 182), 25ХIМФ (ЭИ 10),

20ХIМIФIБР (ЭП 44), 15Х5М (Х5М), 15ХIIМФ

(l4ХIГМФ, ЦТ 1), ОХН70ВМТЮ (ЭИ 617), 40Х9С2

(ЭСХ 8), 08Х13 (ЭИ 496), 20ХГНР, 40Х13 (4Х13),

08X18НlOT (ЭИ 914) указана температура свароч­

ной зоны, а для сталей марок 36Х18Н25С2 (ЭЯ 3С) и 08Х16Н9М2 (ХI6Н9М2) - температура томиль­

ной зоны печи.

Приведенные температурные иитервалы ковки являются наиболее широкими, а режимы охлажде­

ния - ускоренными, которые достигнуты отдель­

ными передовыми заводами.

Использование на других заводах рекомендуе­

мых в Марочнике параметров, а также назначение рациональной температуры нагрева металла и ус­ ловий охлаждения поковок возможио только после

предварительного опробования и соответствующей

корректировки с учетом местных условий, метал­

лургической технологии, объема ковочных работ,

размера поковок, величины садки, состояния печ­

ного оборудования и др. Рекомендуемые условия

охлаждения металла после ковки в ряде случаев не

заменяют режимов предварительной термической

обработки поковок.

Указанные рекомеидации составлены на осно­ вании действующих заводских технологических инструкций и нормалей, а механические свойства

при ковочных температурах - по данным литера­

турных источников и результатов исследований,

проведенных в различных организациях.

Механическая обработка. Обрабатывае­

мость сталей и сплавов резанием рассматривалась

с точки зрения влияния свойств этих материалов на

способность изнашивать режущий инструмеит.

Обрабатываемость резанием приведенных в

Марочнике сталей и сплавов определена для усло­ вий получистового точения без охлаждения по чис­

тому металлу резцами, оснащенными твердыми

сплавами Т5КI0, ВК8 (для аустенитных сталей и

сплавов на никелевой основе), резцами из быстро­ режущей стали марок Р18 (63-65 HRC) и, равной ей по свойствам, маловольфрамовой стали Р6М5Ф2 (64-66 HRC) при постоянных значениях глубины

резания 1,5 мм, подачи на оборот 0,2 мм и главного

угла в плане 600.

Обрабатываемость сталей и сплавов резанием

оценена по скорости резания, соответствующей 60- минутной стойкости резцов, У6О и выражена коэф­

фициентом Ку для условий точения твердосплав­

ным инструментом и инструментами из быстроре­

жущей стали по отношенmo к эталонной стали. В качестве эталонной стали принята углеродистая

сталь 45 (179 НВ и 0". = 650 н/мм2), скорость реза­

ния У6О которой принята за единицу. Коэффициент относительной обрабатываемости данной стали Ку

для условий точения твердосплавными резцами:

К= У6о

у145 '

где У60 - скорость резания, соответствующая 60- минутной стойкости резцов при точении данного

материала, м/мин; 145 - значение скорости резания при 60-минутной стойкости твердосплавных резцов

при точении эталонной стали марки 45.

Коэффициент обрабатываемости Ку для усло­

вий точения резцами из быстрорежущей стали:

К= У6о

у70'

где 70 - значение скорости резания при 60- минутной стойкости быстрорежущих резцов при

точении эталонной стали марки 45.

Для принятых условий резания абсолютное

значение скорости резания У6О данной стали (спла­

ва) определяется умножением ее коэффициента Ку

на соответствующее значение У60 эталонной стали

45.

Приведенные в марочнике данные по характе­

ристике обрабатываемости резанием различных

марок сталей и сплавов указывают на низкую обра­

батываемость высокомарганцевистых высокопроч­

ных сталей, жаропрочных сплавов на железонике­

левой и никелевой основах в деформированном и особенно в литом состояниях, что обуславливает

повышенную трудоемкость технологических опе­

раций механической обработки деталей из этих

материалов.

Комплекс работ, проведенных ЦНИИТМАШ, по изысканmo 1"I)'тей и средств повышения обраба­

тываемости резанием сталей и сплавов указывает,

что это повышение может быть достигнуто за счет:

-увеличения работоспособности режущего

инструмента путем применения высокопроизво-

дительных инструментальных материалов: твердых

сплавов повышенной износостойкости марок

ВК60М, ВК100М, ВК10ХОМ, а также сплавов ти­ тановольфрамовой группы ТТ1ОК8, ТТ20К6; ра­

ционального использования быстрорежущих сталей

повышенной теплостойкости марок Р6М5К5, Р9М4К8, а также полученных методом порошковой металлургии марок Р6М5Ф3-МП, Р6М5К5-МП и др. Указанное обеспечивает повышение обрабаты­ ваемости труднообрабатываемых материалов на 20-

30%;

- нанесения износостойких покрытий на рабо­

чие поверхности инструмента;

- использования эффективных экологически

чистых водосмешиваемых эмульсий, синтетиче­ ских и полусинтетических жидкостей (Ивкат, СЦМ,

Тафол, Эфтол, Автокат, Ивхон, Прогресс 13К и др.), а также жидкостей на масляной основе (ГСВ-

1, Сульфогол, СП 44), применение которых позво­

ляет повысить износостойкость инструмента и сни­

зить шероховатость обработанных поверхностей; - использования при резании труднообрабаты­

ваемых материалов методов с вводом дополни­

тельных энергий в зону резания (подогрев срезае­

мого слоя, обработка с вибрациями и др.);

- применения металлургических способов пу­

тем введения в поверхностный слой заготовок (при

их выплавке) несколько повышенного процентного содержания химических элементов серы и фосфо­ ра, что позволяет увеличить эффективность черно­

вой обработки крупных заготовок из углеродистых

и легированных конструкционных сталей.

При анализе уровня обрабатываемости и опре­

деления коэффициентов Ку для приведенных выше

условий получистового точения использованы

справочные материалы, опубликованные в техни­

ческой литературе, результаты научно­

исследовательских работ, выполненных . в

ЦНИИТМАШ, научно-исследовательских органи­

зациях других отраслей, а также опыт ведущих за­ водов машиностроения. Для отдельных марок ста­ лей использованы расчетные методы определения

обрабатываемости резанием, исходя из их физико­

механических характеристик и химического соста­

ва.

Сварка. Свариваемость сталей и СlVIавов яв­

ляется комплексной характеристикой, определяю­ щейся, с одной стороны, технологическими труд­ ностями, возникающими при сварке, и, с другой, - эксплуатационной надежностью сварных соедине­ ний.

В Марочнике даны характеристики так назы­

ваемой технологической свариваемости, по КОТО-

рой материал условно разделен. на следующие 4

группы:

материал, свариваемый без ограничений (при сварке нет необходимости применения каких-либо дополнительных технологических операций, на­ пример, подогрева, промежуточной термообработ­

ки и т.п.); ограниченно свариваемый материал (при

сварке рекомендуются или необходимы дополни­ тельные операции);

трудно свариваемый материал (невозможно

получить качественное соединение без обязатель­ ного применения дополнительных операций);

материалы, не применяемые для сварных кон­

струкций.

Характеристика свариваемости состоит из трех частей:

Группа свариваемости материала. Рекомендуемые способы сварки. Необходимость дополнительных техно-

логических операций при сварке.

Группа свариваемости определяется химиче­

ским составом материала, степенью разработки

технологических приемов сварки и освоения в про­

изводственных условиях. Способы сварки являются

рекомендуемыми, возможно использование и дру­

гих, примеияемых в производстве.

Под технологическими дополнительными опе­

рациями подразумевается ряд мер, необходимых при сварке II и III групп материалов, а в особых случаях и для 1 группы. К их числу относятся: не­ обходимость предварительного и сопутствующего

подогрева, проковка швов, наложение отжнгающих

РД - ручная дуговая сварка покрытыми элек­

тродами (111);

РАД - ручная аргонодуговая сварка неплавя­

щимся электродом (141);

МП - механизированная сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа (135);

АФ - автоматическая сварка под флюсом (12); ЭШ - электрошлаковая сварка; ЭЛ - электроннолучевая сварка; КТ - контактная сварка.

В скобках указан код способа сварки по евро­ пейской классификации.

Необходимость подогрева и последующей тер­ мообработки может возникнуть при сварке металла

больших толщин из углеродистых, низколегиро­

ванных и других марок стали (что в формулировках свариваемости не отмечается).

Толщина соединений, с которой необходимы подогрев и термообработка, регламентируется со­

ответствующими инструкциями отраслевых произ­

водств.

В табл. 1 и 2 приведены в качестве примера не­ которые требования РД 2730.940.102-92 "Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и го­ рячей воды. Сварные соединения. Общие требова­ ния", которые могут служить в качестве ориенти­ ровочных данных для выбора и назначения режн­ мов подогрева и термообработки сварных соедине­ ний.

Режнмы подогрева (и термообработки) должны

выбираться в зависимости от ряда условий: толщи­

ны, жесткости конструкции, содержания углерода и

легирующих элементов, интенсивности теплоотво­

валиков, ограничение скоростей нагрева и охлаж­

дения при сварке, вылежнвание после сварки,

немед,'Iенная после сварки термообработка и др.

Назначение таких операций зависит от приия­

той технологии сварки и ряда других причин, объ­

яснение которых дается в соответствующей техни­ ческой литературе.

Необходимость подогрева при сварке и после­

дующей термообработке приводится в характери­

стиках свариваемости. Другие операции, примеры которых были приведены выше, определяются при разработке технологического процесса сварки.

Приняты следующие условные обозначения

способов сварки (см. "Сборник нормативных доку­

меитов системы аттестации сварщиков и специали­

стов сварочного производства" под ред. Котельни­

кова В.с., Москва, 1999 г. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана):

да и т.д. Имеет также значение и примеияемый способ сварки. Так для КТ подогрев и последую­

щая термообработка применяются редко из-за от­ носительно небольших свариваемых сечений и технологических особенностей сварки. Способ

РАД примеияется чаще всего при сварке деталей

тонких сечений, где обычно подогрев не требуется. При сварке под флюсом, газоэлектрической и

ручной дуговой сварке подогрев необходим для

некоторых марок низколегированных, легирован­

ных (кроме сталей аустенитного класса) и углеро­

дистых (при содержании углерода выше 0,22 %)

сталей.

Необходимость предварительного подогрева

перед началом сварки зависит также от сваривае­

мых толщин и технологии выполнения сварки (<<на

прохоД», «горкой», «каскадом» и т.д.).

20 (трубная)*

Низколегированная

15ГС (трубная)*

Теплоустойчивая:

15ХМ

12ХIМФ,20ХМФЛ*

15ХIМIФ,15ХIМIФЛ*

Высокохромистая Жаропрочная и коррозионно-стойкая

* Требования РД 2730.940.102-92

Orпускпри 610-650°С IIpИ толщине стенки свыше 36 мм Orпуск при 630-6600С для снятия сварочных напряжений

OrПУСК при 635-6600С при толщине стенки свыше 30 мм

Orпуск при 700-7300С при толщине стенки свыше 10 мм

Orпуск при 715-745°С при толщине стенки свыше 6 мм Orпуск при 725-7550С при толщине стенки свыше 6 мм

Orпускпри 730-7600С

Сварные соединения стали аустенитного класса: стабилизация при 780-8200С или аустенизация при 1000-1100°С для снятия

напряжений, выравнивания структуры

Режимы термообработки для сварных соеди­

нений конструкций из сталей перлитного класса

применяют обычно: для снятия сварочных напря­ жений и снижения твердости сварных соединений - высокотемпературный отпуск; для выравнивания

свойств и улучшения струюуры (например, после

ЭШ) - нормализацmo, а также полную термообра­ ботку - закалку с отпуском.

При определении режимов термообработки

необходимо принимать во внимание марку стали, назначение fонструкции, возникновение деформа­

ций, допустимый уровень остаточных напряжений

ит.Д.

Необходимость термообработки обычно ука­ зывают в ТУ на деталь. Если этого нет, то можио

руководствоваться следующим: низкоуглеродистые

инизколегированные стали подвергаются термо­

обработке в зависимости от назначения конструк­

ции (степени ответственности), при сварке толщи­

ны свыше 60 мм для углеродистых и среднелегиро­

ванных марок сталей необходима немедленная

термообработка.

Если по условиям изготовления термообра­ ботка невозможиа, то технологическим процессом должиы быть предусмотрены операции для сниже­ ния уровня напряжений до безопасной величины (как, например, проковка, сварка поперечной гор­

кой, правильный выбор режимов и материалов).

В табл. 2 приведены принятые режимы термо­ обработки сварных соединений для некоторых ма-