Курсовая работа

Курсовая работа

Цельработы:

Освоить определение структуры легированных сталей с использованием диаграммы Шеффлера.

Задачи работы:

1.Определить структуры металла шва по диаграмме Шеффлеразаданных марок сталей и нанести на поле диаграммы;

2.Определить по диаграмме Шеффлера структурный состав металла шва при сварке легированных сталей предложенными электродами для различных значений доли основного металла в металле шва.

3. Описать особенности сваркипредложенных марок сталейназначенными

электродами.

№1. Определение структуры металла по диаграмме Шеффлера

Рис. 1

Структура хромоникелевых сталей, сплавов и сварных соединений определяется соотношением эквивалентного содержания ферритообразующих (Cr, Si, Mo, Ti, Al, Nb, W, V) и аустенитообразующих (Ni, Co, C, N, Cu, Mn, B) элементов. Для определения структуры хромоникелевых соединений используют диаграмму Шефлера (рис. 1).

Она может применяться для ориентировочного определения структуры сталей. Структура и свойства хромистых сталей и сварных соединений зависят от содержания хрома и углерода, а также от степени легирования их другими элементами. В результате многочисленных исследований проведена оценка эффективности действия на структуру сварного соединения различных легирующих элементов, за основу взято действие ферритизатора – хрома и аустенизатора–никеля.

Если принять эффективность действия хрома и никеля в сварном соединении за единицу, эквивалентная концентрация хрома и никеля может быть подсчитана по формулам

[Cr]экв = Cr + 1,5Si + 2Mo + 5Ti + 2Nb + 2Al + 1,5W + V;

[Ni]экв = Ni + 30C + 30N + 10B + 0,5Mn.

В правой части уравнения химические символы означают процентное содержание данных элементов в металле шва. Эти формулы являются приближенными. Например, в некоторых источниках коэффициент ферритообразующего действия молибдена оценивается –1,в других –1,5, в третьих –3. Различные коэффициенты также встречаются и у других элементов. Несовпадение данных можно объяснить тем, что влияние элементов на смещение границы -области зависит не только от абсолютного их содержания, но и от содержания других элементов, термической обработки и других факторов.

На величину эквивалентов [Cr] и [Ni] для сталей и сплавов оказывают влияние не только соотношение содержаний элементов и режим термообработки, но и состояние стали (прокат, литье), величина зерна и др. Для катаных сталей эквиваленты хрома и никеля выражаются следующими формулами:

[Cr]экв = Cr + 12Al + 11V + 7Ti + 3Si + 4,5Nb + 2Mo + 2W;

[Ni]экв = Ni + 30C + 26N + 0,7Mn + 0,3Cu

Эти формулы еще более приближенны, чем для сварных соединений.

Исходя из условий эксплуатации стали назначают технологию ее сварки. Если сталь Х18Н10Т используют в качестве коррозионностойкого материала, то для сварки следует применять электроды, обеспечивающие получение аустенито-ферритной структуры (ОЗЛ-14). Если же сталь применяется для изготовления хладостойкойаппаратуры, предпочтение следует отдавать чисто аустенитным электродам. Естественно, что при разработке технологии сварки следует учитывать и другие факторы, такие как: стойкость наплавленного металла против образования трещин, прочность, коррозионную стойкость и др.

Основными трудностями при сварке высоколегированных сталей являются:

-обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против образования трещин;

-обеспечение коррозионной стойкости; получение плотных соединений;

-получение и сохранение в процессе эксплуатации требуемых свойств сварных соединений.

№ 2. Определить по диаграмме Шеффлера структурный состав металла шва при сварке легированных сталей предложенными электродами для различных значений доли основного металла в металле шва.

Анализ структуры сварного шва производится следующим образом:

1. Рассчитываются эквиваленты хрома и никеля для свариваемой стали А и электродного металла Э и на диаграмме Шеффлера наносятся точки, соответствующие полученным значениям.

2. Точки соединяются прямой линией.

3. Прямая А-Э разделяется на 2 отрезка: γ и 1- γ , где γ — доля основного металла в металле шва (при сварке плавящимся электродом γ зависит от способа сварки, формы разделки кромок, диаметра электрода и может изменяться в широких пределах от 0,05 до 0,5, т. е. от 5 до 50 %). При этом отрезок γ отсчитывается от точки Э.

4. Положение определённой таким способом средней точки в той или иной области диаграммы указывает на прогнозируемую структуру металла сварного шва.

Варианты	Химический состав:		Доля основного металла в шве
Варианты	основного металла	металла электрода	Доля основного металла в шве
	Х5ВФ	Св10ХМФ	0,05
	12Х21Н5Т	Св07Х22Н8	0,10
	12Х25ТМФ	Св12Х25Н5МФ	0,15
	15Х12МФ	Св15Х12ВМНФ	0,20
	1Х17Н2	Св14Х17Н2	0,25
	10Х18Н10Т	Св08Х20	0,30
	0Х21Н6М2Т	Св13Х19Н10М3Б	0,35
	Х25Т	Св08Х24Н13Б	0,40
	ХН35ВТ	Св15Х15Н25М6	0,45
	1Х11МФ	Св15Х11ВНМФ	0,50

№3.Описать особенности сварки предложенных марок сталей назначенными электродами

По данным литературных источников представить область применения предложенных сталей и особенности их сварки различными способами сварки.

Заключение