Классификация и особенности среднеуглеродистых марок стали

Среднеуглеродистые стали – марки с содержанием углерода в диапазоне 0,25…0,6%, часто их легируют хромом, никелем, марганцем, кремнием в суммарном количестве, не превышающем 3-5%. Сплавы с углеродом по нижнему и верхнему пределам сильно различаются по свариваемости и другим характеристикам. Среднеуглеродистые стали могут содержать измельчители зерна – ванадий, титан, ниобий, – суммарное количество которых не превышает 0,1%. Применяются после различных видов термической обработки – закалки и низкого отпуска, нормализации, улучшения, поверхностного упрочнения.

Наиболее распространенные марки среднеуглеродистых сталей

  • 40Г – конструкционная сталь. Характеризуется повышенным содержанием Mn. В сочетании с кремнием (0,37%) марганец обеспечивает высокую степень раскисления и спокойную разливку. Эта среднеуглеродистая сталь для улучшения прочностных характеристик подвергается закалке и отпуску.
  • 50 Г. Отличается сочетанием прочностных и упругих характеристик. Применяемые способы термообработки – закалка+отпуск, реже – нормализация.
  • 40ХН. Марка, отличающаяся высокой прочностью, упругостью, способностью к механообработке, глубокой прокаливаемостью.
  • 50ХФ. Пружинная сталь, востребованная при производстве пружин высокой ответственности. Содержание хрома и ванадия повышает свойства упругости.
  • 60, 60Г, 65, 65Г, 70, 70Г, 80, 85 применяются после закалки+отпуска, нормализации+отпуска, поверхностного упрочнения. Востребованы для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях трения, статического давления и вибраций.
  • У7, У8, У9, У10 – инструментальные стали с невысокой прокаливаемостью.

Особенности сварки среднеуглеродистых сталей

Повышенное содержание C – причина проблем при сварке, таких как:

  • вероятность образования кристаллизационных трещин;
  • появление хрупких структур и трещинообразование;
  • трудность получения одинаковой прочности шва и основного металла.

Устранить вероятные проблемы и получить качественное соединение помогут следующие мероприятия:

  • Снижение количества C в металле шва. Для решения этой задачи используют низкоуглеродистые электродные стержни и проволоку.
  • Обеспечение предварительного и сопутствующего обогрева шва. Подогрев обычно осуществляется до +250…+300°C. Это одна из мер по предотвращению образования хрупких закалочных структур. Чем выше содержание C, тем выше должна быть температура подогрева.
  • Модифицирование металла шовной области. Снизить долю основного металла и повысить долю электродного металла в шве можно путем использования сварочной проволоки маленького сечения и низкого сварочного тока. Хорошие результаты показывает сварка на постоянном токе прямой полярности.
  • Сварка стальных элементов значительной толщины горкой или каскадом и замедление охлаждения шва. Такие меры позволяют устранить условия для образования хрупких закалочных структур.
  • Сварка термоупрочненных марок ведется длинными валиками по ранее проложенным и уже остывшим валикам. Эта технология обеспечивает равную прочность металла шва и околошовной зоны.

Сварка под флюсом для среднеуглеродистых сталей не распространена, поскольку в данном случае она теряет главное преимущество – высокую производительность. Для выравнивания характеристик прочности и пластичности шва и основного металла применяют термообработку, обычно закалку+отпуск.

Ссылка на основную публикацию