|
Реферат: Трубы электросварные из коррозионно-стойкой стали (Металлургия)
Министерство образования и науки Украины
Национальная Металлургическая Академия Украины
Кафедра термической обработки металлов
Домашнее задание № 1
по дисциплине:
“Стандартизация, метрология и контроль”
на тему:
«Анализ стандарта ГОСТ 11068-81.
Трубы электросварные из коррозионно-стойкой стали»
Выполнила ст.гр.МТ-97-2 Черных Е.С.
Проверил
Руфанов Ю.Г.
г. Днепропетровск
2001г.
Содержание:
Введение
3
1. Анализ стандарта
1.1.Сортамент
4
1.2.Технические требования
6
1.3.Правила приёмки
7
1.4.Методы испытаний
8
1.5.Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение 9
2. Предполагаемая технология термической обработки,
обеспечивающая требования стандартов продукции 10
Выводы
12
Литература
13
Введение
Инженер-металлург должен знать основы стандартизации и применять их на
практике. На основе унификации и стандартизации непрерывно совершенствуются
конструкции машин и механизмов, технология и средства производства деталей,
материалов и т.д. нужны механизмы управления качеством и контроль качества.
Стандартизация - установление и применение правил с целью упорядочения
деятельности в определенной области на пользу и при участии всех
заинтересованных сторон, в частности для достижения общей оптимальной
экономии и соблюдение условий эксплуатации (использования) и требований
безопасности.
Стандартизация, основанная на объединённых достижениях науки, техники и
передового опыта определяют основу настоящего, будущего, промышленности,
транспорта и сельского хозяйства.
Стандартизация - это плановая деятельность по установлению обязательных
правил, норм и требований, выполнение которых обеспечивает экономически
оптимальное качество продукции, повышение производительности, качества
труда и эффективности использования материальных ценностей при соблюдении
требований безопасности.
Стандарт - нормативный технический документ по стандартизации,
устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации
и утверждённый компетентным органом.
Стандарт, разработанный на основе достижения науки, техники, передового
опыта, должен предусматривать оптимальные для общества решения. Стандарт
разрабатывается как на материальные предметы, продукцию, эталоны, образцы,
вещества, так и на нормы, правила, требования к объектам организационно-
методического и общетехнического характера.
Стандарт-это самое целесообразное решение повторяющихся задач
стандартизации, их достижения для определённой цели.
Стандарты содержат показатели, которые гарантируют возможность
повышения качества продукции и экономичности её производства и повышения
уровня её взаимозаменяемости.[1]
Настоящий стандарт распространяется на электросварные трубы из
коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей, предназначенные для изготовления
трубопроводов и различных конструкций.[2]
1.1. Сортамент
1.1.1. Размеры труб должны соответствовать указанным в таблице 1.
Таблица 1
|Наруж|Толщина стенки, мм |
|ный | |
|диаме| |
|тр, | |
|мм | |
| |1,0|1,2|1,4|1,5|1,8|2,0|2,2|2,5|(2,8)|3,0|(3,2)|3,5|4,0 |
|8 | + | + |---|---|---|---|---|---|---- |---|---- |---|---- |
|9 | + | + |---|---|---|---|---|---|---- |---|---- |---|---- |
|10 | + | + |---|---|---|---|---|---|---- |---|---- |---|---- |
|11 | + | + | + | + | + |---|---|---|---- |---|---- |---|---- |
|12 | + | + | + | + | + | + |---|---|---- |---|---- |---|---- |
|14 | + | + | + | + | + |---|---|---|---- |---|---- |---|---- |
|15 | + | + | + | + | + |---|---|---|---- |---|---- |---|---- |
|16 | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |---|---- |---|---- |
|(17) | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |---|---- |---|---- |
|18 | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |---|---- |---|---- |
|(19) | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |---|---- |---|---- |
|20 | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |---|---- |---|---- |
|22 | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |---|---- |---|---- |
|25 | + | + | + | + | + | + | + | + |---- |---|---- |---|---- |
|28 |---| + | + | + | + | + | + | + |---- |---|---- |---|---- |
|30 |---| + | + | + | + | + | + | + |---- |---|---- |---|---- |
|32 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|33 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|34 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|35 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|36 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|38 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|40 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|42 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|43 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|45 |---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|48 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|50 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|51 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
|53 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |---|---- |
Продолжение таблицы 1
|Наруж|Толщина стенки, мм |
|ный | |
|диаме| |
|тр, | |
|мм | |
| | |
| |1,0|1,2|1,4|1,5|1,8|2,0|2,2|2,5|(2,8)|3 ,0|(3,2)|3,5 |4,0 |
| | | | | | | | | | | | | | |
|55 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |--- |--- |
|56 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |--- |--- |
|57 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |--- |--- |
|60 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |--- |--- |
|63 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |--- |--- |
|65 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
|70 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
|76 |---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
|83 |---|---|---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |
|89 |---|---|---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |
|102 |---|---|---|---| + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Примечания:
1.Размеры труб, взятые в скобки, при проектировании новых объектов, не
рекомендуются.
2.Теоретическую массу 1м труб (m), кг, вычисляют по формуле
m= ? Sн ? (Dн–Sн)/1000 ,
где Dн - номинальный наружный диаметр трубы, мм;
Sн - номинальная толщина стенки трубы, мм;
? – плотность металла, г/смі, в зависимости от марки стали.
1.1.2. По длине трубы должны изготовлять:
мерной длины - от 5 до 9 мм:
мерной длины с остатком - не более 10% (по массе) труб немерной длины;
кратной мерной - до 9 мм и с припуском на каждый рез по 5 мм (если
другой припуск не указан в заказе), который входит в каждую кратную длину;
кратной длины с остатком –не более 10%(по массе) труб немерной длины;
немерной длины - от 1,5 до 9 м.
В партии труб немерной длины допускается до 5% (по массе) укороченных
труб длиной не менее 0,5 м.
1.1.3.Предельные отклонения по длине труб мерной и кратной длины не
должны превышать 15 мм.
1.1.4.Овальность и разностенность труб не должны выводить размеры труб
за предельные отклонения соответственно по диаметру и толщине стенки.
1.1.5.Допуск на прямолинейность труб не должен превышать 1,5 мм на 1м
длины.[2]
1.2. Технические требования
1.2.1.Трубы изготавливают в соответствии с требованиями настоящего
стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном
порядке, из стали марки 10Х18Н10Т и стали марки 08Х18Н10Т. По согласованию
изготовителя с потребителем трубы изготовляют из сталей марок 10Х17Н13М2Т,
10Х17Н13М3Т, 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 06ХН2МТ, 06ХН28МДТ с химическим составом
по ГОСТ 5632-72.
1.2.2.Трубы из сталей марок 10Х18Н10Т и 08Х18Н10Т изготавливают
термически обработанными, а трубы из сталей марок 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т,
08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 06ХН2МТ, 06ХН28МДТ изготавливают как термически
обработанными, так и без термической обработки по требованию потребителя,
при этом механические свойства устанавливаются по согласованию изготовителя
с потребителем.
1.2.3.Поверхность труб должна быть без окалины, следов перетрава,
непровара, пор, трещин, плен, рванин и глубоких рисок (не выводящих толщину
стенки за предельные отклонения).
Допускаются царапины, следы правки, риски и следы зачистки дефектов,
если они не выводят размеры труб за предельные отклонения.
1.2.4.Высота внутреннего грата не должна превышать:
0,7 мм – для труб общего назначения;
0,1 мм – для труб, идущих на изготовление трубчатых нагревательных
элементов.
По требованию потребителя трубы общего назначения с номинальным
внутренним диаметром свыше 20 мм изготавливают с высотой грата не более
0.3мм. Переход от грата к стенкам трубы должен быть плавным.
1.2.5. Концы труб должны быть обрезаны под прямым углом и защищены от
заусенцев. По согласованию изготовителя с потребителем допускается
изготовление труб, разрезанных в линии стана.
1.2.6. Для химического машиностроения, химической промышленности, а по
требованию потребителя для других отраслей промышленности, термически
обработанные трубы должны выдерживать испытание на межкристаллитную
коррозию.
1.2.7.Трубы из сталей марок 10Х18Н10Т и 08Х18Н10Т должны выдерживать
испытание на сплющивание до расстояния (Н) между сплющивающимися
плоскостями в миллиметрах, вычисленного по формуле Н=1,09 Sн/(0,09+
Sн/Dн).
Термически обработанные трубы из других марок сталей должны выдерживать
испытание на сплющивание до расстояния Н, равного1/2 наружного диаметра.
Трубы без термической обработки должны выдерживать испытание на
сплющивание до расстояния Н, равного 2/3 наружного диаметра.
1.2.8. По требованию потребителя величина зерна металла готовых труб из
стали марки 10Х18Н10Т должна быть 3-7 баллов.
1.2.9. Трубы должны выдерживать испытательное гидравлическое давление
6Мпа (60 кгс/смІ) или контроль сплошности сварного шва неразрушающими
методами.[2]
1.3. Правила приёмки
1.3.1. Трубы принимают партиями. Партия должна состоять из труб одного
размера по диаметру и толщине стенки, одной марки стали, одного вида
термообработки и сопровождаться одним документом о качестве в соответствии
с ГОСТ 10692-80.
Количество труб в партии должно быть не более:
500 шт. – при диаметре до 30 мм;
300 шт. – при диаметре свыше 30 мм.
1.3.2. Химический состав стали принимают по документу о качестве
исходной рулонной стали.
При разногласиях в оценке химического состава для проверки отбирают
одну трубу от партии.
1.3.3.Проверкке качества поверхности и размеров, а также испытанию труб
гидравлическим давлением или неразрушающими методами подвергают каждую
трубу партии.
По требованию потребителя при контроле труб неразрушающими методами
проводят дополнительно испытание гидравлическим давлением от 10 до 100%
труб партии.
1.3.4. Для проверки высоты внутреннего грата отбирают 2% труб от
партии.
1.3.5. Для испытания на растяжение, межкристаллитную коррозию, раздачу,
бортование, загиб, сплющивание отбирают две трубы от партии. Для
определения величины зерна отбирают одну трубу от партии.
Определение предела текучести металла проводят по требованию
потребителя.
1.3.6. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы
по одному из показателей по нему проводят повторные испытания на удвоенном
количестве труб, отобранных от той же партии.
Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.[2]
1.4. Методы испытаний
1.4.1. От каждой отобранной трубы вырезают по одному образцу для
каждого вида испытаний.
1.4.2. Химический анализ проводят по ГОСТ 12344-78, ГОСТ 12346-78,
ГОСТ12347-77, ГОСТ 12348-78, ГОСТ 12349-66, ГОСТ 12350-78, ГОСТ 12351-66,
ГОСТ 12352-66, ГОСТ 12353-78, ГОСТ 12354-66, ГОСТ 12355-78, ГОСТ 12356-66,
ГОСТ 12365-66 или ГОСТ 20560-75, гост 22536.0-77, гост 22536.13-77.
Отбор проб проводят по ГОСТ 7565-73.
1.4.3. Осмотр поверхности труб проводят визуально. Глубину дефектов
проверяют надпиловкой или другим способом.
1.4.4. Размеры труб проверяют:
длину – рулеткой по ГОСТ 7502-80;
наружный диаметр и овальность – регулируемой измерительной скобой по
ГОСТ 2216-68 или штангенциркулем по ГОСТ 166-80 или микрометром по ГОСТ
6507-78;
отклонение от прямолинейности – поверочной линейкой по ГОСТ 8026-75 или
ГОСТ 8.328-78 и щупом по ГОСТ 882-75;
толщину стенки, разностенность и высоту внутреннего грата – микрометром
по ГОСТ 6507-78 или стенкомером по ГОСТ 11951-66. Измерение высоты
внутреннего грата проводят с торцов труб.
Допускается контролировать длину, наружный диаметр и толщину стенки
труб автоматическими средствами по нормативно-технической документации. В
случае разногласий в оценке результатов измерений контроль проводят при
помощи измерительных инструментов, приведенных выше.
1.4.5. Величину зерна определяют по основному металлу по ГОСТ 5639-65.
При этом трубы не испытывают на межкристаллитную коррозию.
1.4.6. Отбор образцов и испытание на межкристаллитную коррозию проводят
по ГОСТ 6032-75. В случае разногласий в оценке результатов испытания
проводят по методу АМ ГОСТ 6032-75.
1.4.7. Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 10006-80 на продольном
коротком образце (в виде полосы со швом или отрезке трубы). Скорость
испытания до предела текучести должна быть не более 10 мм/мин, за пределом
текучести – не более 40 мм/мин.
1.4.8. Гидравлическое испытание проводят по ГОСТ 3845-75 с выдержкой
под давлением не менее 5 с.
1.4.9. Испытание на раздачу проводят по ГОСТ 8694-75 на оправке
конусностью30є.
1.4.10. Испытание на бортование проводят по ГОСТ 8693-80.
1.4.11. Испытание на сплющивание проводят по ГОСТ 8695-75.
1.4.12. Испытание на загиб проводят по ГОСТ 3728-78.
1.4.13. Неразрушающий контроль качества сварного шва проводят по
нормативно-технической документации.[2]
1.5. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
1.5.1. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение – по ГОСТ
10692-80.
1.5.2. Для труб с государственным Знаком качества изображения
государственного Знака качества по ГОСТ 1.9-67 ставится в документ о
качестве и на сопроводительный ярлык, а при поставке труб в транспортной
таре и на тару.[2]
2. Предполагаемая технология термической обработки, обеспечивающая
требования стандартов продукции
Применяемая термическая обработка – нормализация.
При нормализации сталь нагревают до температур на 30-50 К выше линии
GSE и охлаждают на воздухе. Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение
обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита. При нормализации
получается более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит) и
более мелкое эвтектоидное зерно. Кроме того, частично подавляется выделение
избыточной фазы (феррита или вторичного цементита) и, следовательно,
образуется квазиэвтектоид. Т.о., прочность стали после нормализации должна
быть больше, чем прочность после отжига.
Нормализацию применяют чаще всего как промежуточную операцию для
устранения пороков строения и общего улучшения структуры перед закалкой, а
также для смягчения стали перед обработкой резанием. Т.о., назначение
нормализации как промежуточной обработки аналогично назначению отжига. Т.к.
нормализация выгоднее отжига (меньше задалживается печное оборудование), то
её всегда следует предпочесть отжигу, если оба эти вида обработки дают
одинаковые результаты. Но нормализация не всегда может заменить отжиг как
операцию смягчения стали.
Под нормализацией понимают такую термическую обработку стали, при
которой охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита в температурном
интервале перлитного превращения.
Нормализацию широко применяют взамен отжига для устранения пороков
стали, возникших при горячей деформации и термической обработке:
крупнозернистости, видманштеттовой структуры, строчечности. Во многих
случаях нормализация даёт лучшие результаты, чем отжиг.
Очень часто нормализация служит для общего измельчения структуры перед
закалкой. Если в стали перед закалкой имеются грубые выделения избыточного
феррита, то при нагреве под закалку аустенит не успевает как следует
гомогенизироваться. Участки аустенита, соответствующие местам залегания
грубых включений феррита, будут обеднены углеродом, и после закалки не
приобретут необходимую твёрдость. После предварительной нормализации
измельчаются выделения избыточного феррита, эвтектоид становится более
дисперсным и тем самым облегчается быстрое образование гомогенного
аустенита при нагреве под закалку.
Нормализацию используют и как окончательную обработку средне- и
высокоуглеродистых доэвтектоидных сталей, если требования к свойствам
умеренные и необязательна закалка с высоким отпуском.
В заключение отметим, что скорость охлаждения на воздухе зависит от
массы изделия и отношения его поверхности к объёму, вследствие чего эти
факторы сказываются на получаемой структуре и свойствах нормализованной
стали.[3]
Выводы
1. В данном домашнем задании был проведен анализ стандарта
ГОСТ 11068-81. Этот стандарт распространяется на электросварные трубы из
коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей, предназначенные для изготовления
трубопроводов и различных конструкций. Были рассмотрены сортамент труб,
технические требования, предъявляемые к трубам, правила приёмки и методы
испытания труб, маркировка, упаковка, транспортирование и их хранение.
2. Предполагаемая мною технология термической обработки, обеспечивающая
требования стандартов продукции – отжиг, нормализация с отпуском, при
необходимости закалка и закалка с отпуском.
Литература:
1.Руфанов Ю.Г., конспект лекций по дисциплине “Стандартизация, метрология
и контроль ”
2.Сокуренко В.П., Ившин П.Н., государственный стандарт союза ССР “Трубы
электросварные из коррозионно-стойкой стали.
ГОСТ 11068-81”. М.: Издательство стандартов.1981. 8с.
3. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия.
1986. 479с.
Реферат на тему: Улучшение качественных характеристик металла шва за счет повышения чистоты шихты
Министерство образования и науки Украины
Запорожский национальный технический университет
Кафедра ОТСП
ОТЧЕТ ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ
Улучшение качественных характеристик металла шва за счет повышения чистоты
шихтовых материалов
Выполнил:
ст. гр. ИФ-329
П.Ю. Горбань
Руководитель:
проф.
В.С. Попов
Принял:
доц.
В.А. Гук
2002
содержание
Содержание 2
Введение 3
1. Исследование структуры и свойств наплавленного металла 4
1.1 Исследование химического состава наплавленного металла 4
1.2 Исследование неметаллических включений в металле шва 6
1.3 Механические свойства наплавленного металла 6
Заключение 8
Перечень ссылок 9
Введение
В современных условиях производства машин, агрегатов и
металлоконструкций самого различного назначения сварка, как метод получения
неразъемных соединений, остается ведущим технологическим процессом.
Эксплуатационная надежность сварных швов и стабильность их физико-
механических свойств зависят от качества и постоянства состава исходного
сырья, используемого для изготовления электродов. Для получения высоких
свойств наплавленного металла промышленностью выпускается сварочная
проволока с достаточно низким содержанием газов, серы, фосфора и других
вредных примесей. По специальному заказу изготавливают проволоку из стали,
выплавленной в вакуумно-индукционных печах, подвергнутой электрошлаковому
или вакуумно-дуговому переплаву [1].
Получение металла шва с минимально возможным содержанием кислорода и
оксидных включений достигается путем одновременного раскисления металла
алюминием, титаном, кремнием и марганцем, вводимыми в покрытие в виде
ферросплавов [2]. Однако содержание кислорода и оксидных включений при этом
остается еще достаточно высоким [3]. Для снижения содержания кислорода в
металле шва и с целью влияния на процесс зарождения включений, их форму,
дисперсность и состав, обычно используются сильные раскислители и
модификаторы – церий, цирконий, иттрий, барий, кальций [3,4,5,6].
Применение таких активных элементов в покрытии сварочных электродов
усложняет технологический процесс подготовки шихты. Операции дробления,
смешивания и пассивирования компонентов сопровождается большой потерей этих
элементов на окисление [7].
Во многих отраслях промышленности при изготовлении ответственных
деталей из низколегированных сталей применяются электроды с основным
покрытием типа УОНИ-13. Сварочные электроды с фтористо-кальциевым покрытием
имеют существенные преимущества перед всеми другими при сварке конструкций
ответственного назначения [1]. Электроды типа УОНИ-13 характеризуются более
низким содержанием газов в наплавленном металле по сравнению с электродами
других видов, малая окислительная способность покрытий обеспечивает более
полный переход легирующих элементов в металл сварочного шва.
В наплавленном металле наблюдается и прирост примесей цветных
металлов, серы и фосфора, по сравнению содержанием в проволоке, за счет
перехода их из обмазки электрода. Это обусловлено тем, что в некоторых
ферросплавах, используемых в качестве составляющих покрытия, содержание
серы и фосфора в 1.5(5.0 раз больше, чем в сварочной проволоке [8]. Доля
таких компонентов в покрытиях электродов обычно составляет 15(30 %. В
работе [9] установлено, что при наплавке электродами фтористо-кальциевого
типа в шлак переходит фосфора 0.001(0.002 %, серы 0.0013(0.004% по
отношению к массе расплавленного стержня. Следовательно, гарантировано
низкое содержания серы и фосфора в металле сварного шва возможно лишь за
счет снижения концентрации этих примесей в компонентах покрытия электродов.
В состав электродных покрытий фтористо-кальциевого типа в основном входит
ферротитан, ферромарганец и ферросилиций. Причем наибольшую долю из них
занимает ферротитан до 15%. Поэтому газонасыщенность ферротитана и
содержание в нем таких примесей как сера, фосфор и цветные металлы
существенно влияют на свойства металла сварных швов [2]. Для улучшения
свойств сварных швов необходимо использовать в сварочных электородах
ферротитан высокого качества с низким содержанием газов и примесей цветных
металлов. Следовательно, актуальной задачей материаловедения и сварки
является разработка материалов и технологий, позволяющих улучшить структуру
и свойства наплавленного металла за счет улучшения качества сварочных
электродов.
В связи с выше изложенным для улучшения структуры и свойств
наплавленного металла, предложено, при изготовлении электродов типа УОНИ-13
использовать комплексную лигатуру, полученную сплавлением электрошлаковым
способом отходов титана с серийными ферросплавами, с использованием эффекта
рафинирования активными шлаками.
1. Исследование структуры и свойств наплавленного металла
Для исследования влияния состава ферротитана на свойства наплавленного
металла были изготовлены три партии электродов УОНИ 13/55 с различными по
составу и способу производства ферросплавами:
партия А – по рецептуре с использованием алюминотермического
ферротитана ФТи30А и ферросплавов промышленного производства.
партия Б – по рецептуре А с заменой ферротитана алюминотермического
способа производства ФТи35А на ферротитан электрошлаковой выплавки ФТШ45.
партия В – по рецептуре А с заменой всех ферросплавов промышленного
производства на 12% опытного комплексно-легированного ферротитана К-2.
Пассивирование сплава К-2 производили в муфельной печи при температуре
350( С в течение 30 мин. Исследование технологического процесса
приготовления обмазочной массы и нанесения ее методом опрессовки для всех
трех партий электродов, а также процесса возбуждения и горения дуги
показало, что каких либо различий в технологичности при изготовлении и
наплавке металла между электродами партий А, Б и В не наблюдается (10(.
1.1 Исследование химического состава наплавленного металла
Химический состав металла, наплавленного электродами с покрытиями,
содержащими ферротитан разного способа производства, имеет некоторые
различия [9] (табл. 1.1, 1.2.).
Таблица 1.1 – Химический состав наплавленного металла
|Партия электродов |Массовая доля элементов, % |
| |С |Si |Mn |S |P |
|А |0,09 |0,05 |1,0 |0,020 |0,020 |
|Б |0,10 |0,030 |0,80 |0,020 |0,022 |
|В |0,09 |0,035 |1,0 |0,014 |0,016 |
|Паспортный состав |0,08-0,1|0,2-0,5|0,6-1,|(0,022 |(0,024|
| |1 | |2 | | |
Как видно из приведенной таблицы, химический состав металла,
наплавленного электродами всех исследованных в работе партий, соответствует
требованиям паспорта электродов УОНИ 13/55. Более низкое содержание Si и Mn
в металле, наплавленном электродами партии Б и В получено в результате
большего вовлечения этих элементов в реакции раскисления металлической
ванны, при меньших содержаниях Аl в покрытии электродов партии Б и В
(0,14%) в сравнении с покрытием А (0,96%). Более высокая концентрация Si,
Mn и Тi в металле партии В в сравнении с Б свидетельствует о меньших
потерях этих элементов на поверхностное окисление в процессе изготовления
электродов при использовании сплава К-2. В металле, наплавленном
электродами партии В, содержится наименьшее количество примесей S и P, что
является следствием применения комплексно-легированного ферротитана К-2,
при получении которого методом ЭШВ использовались отходы титана, содержащие
малое количество этих примесей, а промышленные ферросплавы ФМн1 и ФС 45
были рафинированы по S и P высокоосновным флюсом в процессе выплавки.
При этом, в наплавленном металле снижается не только количество S и P,
газов (О и N), а также и примесей цветных металлов [8] (табл.1.2).
Таблица 1.2 – Содержание газов и примесей цветных металлов в
наплавленном металле
|Партия |Массовая доля элементов, % |
|электродов | |
| |O |N |Ti |Cu |Sn |
|А |0,050 |0,0073 |0,011 |0,1 |0,01 |
|Б |0,046 |0,0062 |0,018 |0,08 |0,005 |
|В |0,040 |0,0065 |0,020 |0.08 |0,005 |
При производстве ферротитана и комплексно-легированного ферротитана
методом ЭШВ используются отходы Тi в виде листовой обрези, содержащие
низкое количество газов (О и N), С и примесей цветных металлов без
использования вторичного А1, что полностью исключает возможность их
внесения. Поэтому содержание примесей Cu и Sn в металле, наплавленном
электродами партии Б и В ниже, чем электродами А.
Количество кислорода в металле, наплавленном электродами партии В,
наиболее низкое. Это свидетельствует о более полном раскислении металла шва
при использовании в покрытии В комплексно-легированного ферротитана К-2.
1.2 Исследование неметаллических включений в металле шва
Использование ферротитана ЭШВ в покрытии сварочных электродов позволило
снизить в наплавленном металле содержание газов, примесей и неметаллических
включений.
Результаты оценки загрязненности неметаллическими включениями металла,
наплавленного опытными электродами приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3 – Содержание оксидных включений в наплавленном металле
| |Массовая доля оксидных включений, % |
|Партия | Общее |Удельная доля в общем количестве, % |
|электродов |Количество |Al2O3 |SiO2 |Сложные оксиды |
| | | | |(Si-Ti-Mn-Fe)·O |
| А |0,052 |44,5 |35,5 |20,0 |
|Б |0,043 |28,8 |20,5 |51,5 |
|В |0,030 |20,5 |16,0 |63,5 |
|Проволока Св.-08, |0,005-0,015 |59,11 |33,14 |7,75 |
|Св-08Г2С [2] | | | | |
Как видно из приведенных в таблице данных, в наплавленном металле
электродов партии Б и В существенно снижено общее количество
неметаллических включений. В металле, наплавленном электродами В,
содержащем только один ферросплав в виде комплексно-легированного
ферротитана, полученного методом ЭШВ, общее количество неметаллических
включений снижено более чем на 40% в сравнении с металлом электродов А, при
использовании алюминотермического ферротитана и раздельным введением в
покрытие других раскислителей – ферромарганца и ферросилиция. При этом,
количество тугоплавких включений с Al2O3 более чем в два меньше, чем в
металле, наплавленном электродами А. В таких же пределах уменьшено
содержание стекловидных силикатов. В металле партии Б и В отсутствуют
крупные экзогенные частицы тиалита и перовскита, характерных для
ферротитана алюмотермического способа производства. При снижении общего
количества включений несколько возрастает удельная доля силикатов сложного
состава с гетерогенной микроструктурой. Преимущественное формирование
силикатов сложного состава и меньшее содержание кислорода в металле,
наплавленном электродами В, при равном исходном количестве раскислителей в
покрытии этих электродов, свидетельствует о более полном и интенсивном
процессе удаления продуктов реакции раскисления при использовании
комплексно-легированного ферротитана [5].
1.3 Механические свойства наплавленного металла
Результаты исследования механических свойств металла, наплавленного
опытными электродами, представлены в табл. 1.4.
Таблица 1.4 – Механические свойства металла сварного шва, наплавленного
опытными электродами
| |Значения механических свойств по ГОСТ 6996 -75 |
|Партия |Временное |Предел |Относительное|Ударная |
| |сопротивление |текучести |удлинение |вязкость |
|электродов |разрыву (В, МПа|(Т, МПа |(, % |KCU, Дж/см2 |
|А |505-545 |400-420 |23-27 |155-205 |
|Б |520-560 |400-440 |26-28 |175-220 |
|В |540-565 |420-450 |27-30 |210-240 |
|Типичные значения |510-570 |390-440 |24-28 |156-245 |
|для УОНИ 13/55 [5]| | | | |
|Паспортные данные |( 490 |( 390 |( 20 |( 160 |
|УОНИ13/55 | | | | |
|Требования |( 490 |— |( 20 |( 130 |
|ГОСТ 9467-75 к | | | | |
|типу электродов | | | | |
|Э50А | | | | |
Механические свойства и химический состав наплавленного металла всех
партий электродов соответствует требованиям ГОСТ 9467-75. При этом,
пластичность металла наплавленными электродами партий Б и В выше чем А.
Использование в покрытии электродов более чистого по примесям и
неметалличским включениям ферротитана электрошлаковой выплавки ФТШ 45
позволило повысить на 7% средние значения относительного удлинения и на 9%
ударной вязкости в сравнении с электродами партии А. При замене всех
ферросплавов покрытия электродов на комплексно-легированный ферротитан
электрошлаковой выплавки К-2 средние значения относительного удлинения
увеличены на 12%, а ударной вязкости на 18% в сравнении с электродами
партии А, и на 8 и 9% соответственно для средних типичных значений
электродов УОНИ 13/55. Таким образом проявилось более низкое содержанием
газов, S и P, а также примесей цветных металлов в наплавленном металле
электродами В, по сравнению с А и электродами промышленного изготовления с
использованием ферротитана алюминотермического способа производства.
Присутствие в металле, наплавленном электродами партии А, значительного
количества тугоплавких включений неблагоприятной формы и силикатных стекол
вызывает снижение ударной вязкости металла по сравнению с металлом
электродов Б и В. Это связано с тем, что тугоплавкие оксиды Al угловатой,
неправильной формы выполняют роль больших концентраторов напряжений по
сравнению с округлыми (глобулярными) включениями силикатов в металле,
наплавленном электродами Б и В [9,10].
заключение
Применение в составе покрытия электродов основного типа ферротитана
электрошлаковой выплавки, а также комплексных Ti-Mn-Si – содержащих
ферросплавов, полученных методом электрошлакового переплава отходов титана,
стали и промышленных ферросплавов (ферромарганца и ферросилиция) позволяет
получить наплавленный металл с более высокими пластическими свойствами.
Использование в покрытии сварочных электродов основного типа УОНИ13/55
ферротитана ЭШВ позволяет снизить в наплавленном металле содержание оксидов
алюминия на 30-40%, при снижении содержания примесей цветных металлов до
20%.
Использование комплексно легированного ферротитана, полученного методом ЭШВ
в составе обмазки электродов УОНИ 13/55 обеспечивает также большую степень
раскисления наплавленного металла при меньших потерях элементов
раскислителей. Содержание S и Р при этом снижено на 30 и 20%
соответственно. Массовая доля включений в наплавленном металле в виде
оксидов уменьшена на 20%, при снижении примесей цветных металлов Cu и Sn до
20%. Снижено более чем на 40% содержание мелкодисперсных включений корунда.
Все это в комплексе, позволило повысить ударную вязкость на 15% и
относительное удлинение наплавленного металла на 20%.
Таким образом, для повышения чистоты наплавленного металла по
неметаллическим включениям, улучшения пластических свойств наплавленного
металла целесообразно использовать в составе обмазки сварочных электродов
основного типа комплексных титан содержащих лигатур-раскислителей,
полученных методом электрошлаковой выплавки.
перечень ссылок
Заке И.А. Сварка разнородных сталей: Справочное пособие. - Л. :
Машиностроение, 1973.-208с.
Богачевский А.А. Повышение качества металла шва путем введения в покрытие
синтетического волластанина и цериевой лигатуры. // Сварочное производство.
- 1993. - №4. - с.8.
Справочник по сварке / под ред. Е.В. Соколова. Т.1. - М. : Машиностроение,
1962. - 657с.
Походня И.К. Газы в сварных швах. - М. : Машиностроение, 1973.-256с.
Кабацкий В.И., Приволов Н.Т., Макаренко В.Д. Особенности влияния
комплексных лигатур на содержание газов в наплавленном металле при сварке
электродами с основным покрытием // Сварочное производство. - 1986. - №12.
- С. 4-5.
Лунев В.В., Шульте Ю.А. Применение комплексных лигатур с РЗМ и ЩЗМ для
улучшения свойств литых и деформированных сталей. // Влияние комплексного
раскислителя на свойства сталей. - М. : Металлургия, 1982. - с.32-50.
Степанова В.В. Повышение качества марганцовистых и хромомарганцовистых
сталей для отливок и поковок. Дис. на соиск. Ученой степени КТН. -
Запорожье ЗГТУ. - 1996.
Газы и примеси в ферросплавах / М.И. Гасик, В.С. Игнатьев, С.И.Хитрик. - М.
: Металлургия, 1970. - 152с.
Букин А.А., Кохан С.В. Прогнозирование содержания S и P в металле,
наплавленном покрытыми электродами // Автоматическая сварка. - 1988. -№2. -
с.27.
Кабацкий В.И., Приволов Н.Т., Макаренко В.Д. Особенности влияния
комплексных лигатур на содержание газов в наплавленном металле при сварке
электродами с основным покрытием // Сварочное производство. - 1986. - №12.
- С. 4-5.
| |
