Лабораторная работа №4 Сварка аппаратуры из разнородных сталей

Цель работы:

Используя диаграмму Шеффлера определить структурный класс присадочного материала, допустимую долю участия основного металла в шве, оптимальный состав электродного металла.

Исходные данные: сварка композиции 15ГФ + Х17.

Расчётная часть

Химический состав металлов привели в таблице 1, согласно [1,C.322, 348]

Таблица 1 Химический состав металлов

Марка стали	Химический состав, %
	Cr	Mo	Mn	Si	C	Ti	Ni
Х17	1618	-	0,7	0,8	0,12	0,6	-
15ГФ	0,3	-	0,91,2	0,170,37	0,120,18	-	0,3

Для указанных сталей рассчитали эквиваленты хрома и никеля по формулам

(1)

Для стали Х17 нижний предел по химическому составу

верхний предел

Для стали 15ГФ нижний предел по химическому составу

верхний предел

На рисунке 1 полученным эквивалентам хрома и никеля для стали 15ГФ соответствует перлитно-ферритная структура. Для стали Х17 соответствует мартенситно-ферритная структура.

Рисунок 1 Структурная диаграмма Шеффлера

Линия разбавления сталей 15ГФ и Х17 характеризуется мартенситной или мартенситно-ферритной структурой в зависимости от состояния долей металлов. Далее предположили, что доля участия в шве металлов 15ГФ и Х17 равна. Тогда структурный класс при перемешивании сталей 15ГФ и Х17 будет соответствовать мартенситной структуре (точка С на рисунке 1, расположенная посередине линии разбавления 15ГФ – Х17).

Структурными классами, на основе которых теоретически можно регулировать разбавление, является перлитно-ферритная, ферритная на основе высокохромистых сплавов, аустенитная или аустенитно-ферритная структура.

Вариант разбавления перлитно-ферритной структуры шва не может быть принят, так как необходимо использовать присадочный малоуглеродистый металл, а таких проволок ГОСТы не регламентируют.

Регулирование разбавления на основе высокохромистых электродов также не может быть принято из-за низких показателей технологической прочности и малой пластичности металла шва указанного типа.

Таким образом, регулировать разбавление необходимо на основе присадочного металла аустенитного или аустенитно-ферритного класса.

Для автоматической сварки сталей 15ГФ + Х17 выбрали проволоку марки Св-0Х17Н13М2Т.

Химический состав присадочного материала привели в таблице 2 согласно [1,C.356]

Таблица 2 Химический состав проволоки Св-0Х17Н13М2Т

Марка стали	Химический состав, %
	Cr	Mo	Mn	Si	C	Ti	Ni
0Х17Н13М2Т	1618	1214	1,02,0	0,1	0,8	1,82,5	0,30,6

Эквивалент хрома и никеля для присадочного материала Св-0Х17Н13М2Т равен:

Точку, соответствующую структуре проволоки нанесли на диаграмме Шеффлера. Далее провели линию разбавления присадочного металла с основным металлом (точка С – Св-0Х17Н13М2Т). Нашли долю участия основного металла на линии разбавления, при которой будет сохраняться аустенитная структура (точка d). Эта точка разделяет аустенитную структуру и аустенитно-мартенситную структуры на диаграмме.

Длина разбавления на участке с – d составляет 0,62 от длины всей линии разбавления, т.е. доля основного металла в шве сплава в точке d составляет 38% и присадочного 62%. Это означает, что для сохранения структуры шва в пределах аустенитного класса доля основного металла при использовании проволоки Св-0Х17Н13М2Т не должна превышать ₀ = 38%.

Список использованных источников

1. Е.М.Кузмак Основы технологии аппаратостроения – М.: Недра, 1967.

2. А.А.Лащинский Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение 1981.