И технология сварочного производства»

Металловедение

Специальных

Сталей

 

Методические рекомендации к лабораторным работам

для студентов специальности 1-36-01 06 «Оборудование

И технология сварочного производства»

 

Часть 3

 

 

Могилев 2016

УДК 669.01

ББК 30.3

М 34

Рекомендовано к опубликованию

учебно-методическим управлением

ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»

 

Одобрено кафедрой «Технологии металлов» «8» февраля 2016 г.,

протокол № 6

 

Составители: д-р техн. наук, проф. Ф. Г. Ловшенко,

канд. техн. наук., доц. А. И. Хабибуллин.

 

Рецензент канд. техн. наук, доц. В. М. Шеменков

 

Во второй части лабораторного практикума содержатся основные теоретические положения и методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Металловедение специальных сталей».

 

Учебное издание

 

Металловедение

Специальных сталей

Часть 3

 

Ответственный за выпуск Д. И. Якубович

Технический редактор А. Т. Червинская

Компьютерная верстка И. А. Алексеюс

 

Подписано в печать. Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Печать трафаретная. Усл.-печ. л.. Уч.-из. л.. Тираж 180 экз. Заказ №

 

Издатель и полиграфическое исполнение

Государственное учреждение высшего профессионального образования

«Белорусско-Российский университет»

ЛИ № 02330/375 от 29.06.2012 г.

212005, г. Могилев, пр. Мира, 43

 

© ГУ ВПО «Белорусско-Российский

университет», 2016

Содержание

 

11 Лабораторная работа № 11. Кристаллизация металла сварочной ванны ………………………
12 Лабораторная работа № 12. Структура и свойства сварных соединений углеродистых сталей
13 Лабораторная работа № 13. Структура и свойства сварных соединений низколегированных сталей
14 Лабораторная работа № 14. Структура и свойства сварных соединений легированных сталей, упрочняемых термообработкой
15 Лабораторная работа № 15. Фазовый состав, структура и свойства жаропрочных сталей, применяемых для сварных конструкций
16 Лабораторная работа № 16. Назначение режима термообработки, фазовый состав, структура, свойства и области применения сталей, применяемых для сварных металлоконструкций
Список литературы……………………………………………..

 

Лабораторная работа № 11. Кристаллизация металла сварочной ванны

Цель работы: изучение особенностей формирования сварных швов

Вторичная кристаллизация и строение сварного соединения

 

В сварных швах углеродистых и низколегированных перлитных сталей первичную структуру можно наблюдать только после специального травления. Обычное травление выявляет только вторичную структуру.

При медленном охлаждении образовавшиеся из жидкости кристаллы аустенита в интервале температур от Ас₁ до Ас₃ превращаются в феррит, а оставшийся после превращения аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей дендритов первого порядка, содержащих меньше углерода, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Перлитные зерна получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. С затвердеванием металла шва структурные превращения в нем не заканчиваются. В процессе охлаждения аустенит распадается, превращаясь в зависимости от состава стали и скорости охлаждения в другие фазы: пластичный феррит, более прочный перлит и прочный, но малопластичный мартенсит. Скорость охлаждения зоны сварки обычно велика, и структурные превращения не успевают произойти до конца. Следовательно, меняя скорость охлаждения сварного соединения, подогревая или искусственно охлаждая его, можно в некоторых пределах управлять вторичной кристаллизацией металла шва и его механическими свойствами.

Феррито-перлитная структура сварного шва называется вторичной, так как она образуется в процессе вторичной кристаллизации из твердого раствора — аустенита. Мелкозернистое строение в наплавленном металле получается при быстром охлаждении, т. е. при вторичной кристаллизации.

Но это не всегда возможно. Быстрое охлаждение в интервале 200—300 °С, особенно при сварке легированных сталей, может привести к частичной или полной закалке металла шва. Вследствие образования мартенсита, имеющего больший объем, чем перлит или феррит, в сварном шве возникают напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Эти трещины называют холодными, так как они образуются при низких температурах.

Неравновесные структуры закалки крайне нежелательны в сварных соединениях, поэтому сварку трубопроводов, работающих под давлением, можно проводить в зимних условиях только с предварительным и сопутствующим подогревом. При морозе ниже —20 °С сварку трубопроводов на открытых монтажных площадках проводить нельзя. Трубы из легированных сталей нельзя сваривать при температуре ниже —10 °С.

 

Контрольные вопросы

1. Каковы особенности кристаллизации металла шва?

2. Укажите условия образования столбчато-дендритной и гранулярной структуры сварного соединения, каковы их особенности?

3. Чем можно объяснить причины образования холодных и горячих трещин в металле сварного соединения?

4. Укажите условия образования неравновесных закалочных структур в сварных соединениях и перечислите способы измельчения структуры шва.

 

Задание по работе

 

1. В предложенных образцах сварных соединений зарисовать структуры швов, указать условия сварки.

2. Указать особенности структуры каждого участка.

3. Определить вид дефектов, установить причины их возникновения, дать рекомендации для устранения дефектов, описать влияние дефектов на эксплуатационные характеристики металлоизделий.

Задание по работе

 

1. Зарисовать схему сварного соединения.

2. Указать особенности структуры каждого участка.

3. Для предложенного образца определить размеры типовых зон сварного соединения.

4. В предложенном образце сварного соединения зарисовать дефекты, определить их вид, установить причины их возникновения, дать рекомендации для устранения дефектов, описать влияние дефектов на эксплуатационные характеристики металлоизделий.

 

 

Задание по работе

1. Сравнить микроструктуры низкоуглеродистых и низколегированных сталей, измерить их твердости и объяснить отличие физико-механических свойств;

2. Для предложенных образцов низкоуглеродистых и низколегированных сталей, определить размеры типовых зон сварного соединения.

 

Задание по работе

1. Зарисовать структуры предложенных образцов сварных соединений и сделать выводы о целесообразности применения указанных сталей в качестве материала для различных металлоконструкций.

2. Сравнить свойства (механические, технологические и эксплуатационные) ДФМСысокопрочных среднелегированных, методы термообработки и объяснить отличие физико-механических свойств;

Варианты заданий

Вариант 1

Стали ВСт4, 15ГСФ и 09Г2 (при толщине листов менее 20 мм).

Вариант 2

Стали 10ХСНД, 12ГС и 30ХГСН2А (при толщине листов менее 20 мм).

Вариант 3

Стали БСт1пс, 10Г2 и 30ХГСН2А (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 4

Стали 08кп, БСт1Гпс и 09Г2 (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 5

Стали 15Г, БСт2кп и 30ХГСН2А (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 6

Стали 10ХСНД, 10Г2 и 08кп (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 7

Стали 15ГСФ, БСт1Гпс и 08кп (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 8

Стали 25Г, БСт3пс и 10ХСНД (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 9

Стали 08кп, БСт4Гпс и 30ХГСА (при толщине листов менее 20 мм).

 

Вариант 10

Стали 15Г2СФД, БСт5сп и 25Г (при толщине листов менее 20 мм).

Вариант 11

Стали 20ХГСА, 35ГС и ВСт5 (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 12

Стали 25Г, 25Г2С и 14Г2АФД (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 13

Стали 25ХГСА, 17ГС и 16Г2АФД (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 14

Стали 35ХГСА, 09Г2Ф и 18Г2АФД (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 15

Стали 30ХГСА, 14Г2 и 15ГСФ (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 16

Стали 15ГФ, 09Г2СД и 08кп (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 17

Стали 30ХГСН2А, 14Г2АФ и 10Г2 (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 18

Стали 20ХГСА, 10ХСНД и 10Г2 (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 19

Стали 15Г2СФД, 15кп и 15ГСФ (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 20

Стали 15Х5М, 15пс и 09Г2Ф (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 21

Стали 15Х5ВФ, 10Г2 и 09Г2ТФ (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 22

Стали 09Г2БЮ, 25 и 15Г (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 23

Стали 12Х8ВФ, 15Г и 15ГСФ (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 24

Стали 25Х2ГНТА, 15ХМ и 09Г2Б (при толщине листов менее 10 мм).

 

Вариант 25

Стали 30ХГСН2А, 20ХГСА и 10Г2 (при толщине листов менее 10 мм).

Список литературы

 

1 Лахтин, Ю. М. Материаловедение: учебник / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. – М.: Машиностроение, 1990. – 527 с.

2 Лахтин, Ю. М. Металловедение и термическая обработка: учебник / Ю. М. Лахтин. – М.: Металлургия, 1983. – 359 с.

3 Гуляев, А. П. Металловедение: учебник / А. П. Гуляев. – М.: Металлургиздат, 1986. – 648 с.

4 Материаловедение: учебник / Б. Н. Арзамасов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1986. – 383 с.

Металловедение

Специальных

Сталей

 

Методические рекомендации к лабораторным работам

для студентов специальности 1-36-01 06 «Оборудование

и технология сварочного производства»

 

Часть 3

 

 

Могилев 2016

УДК 669.01

ББК 30.3

М 34

Рекомендовано к опубликованию

учебно-методическим управлением

ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»

 

Одобрено кафедрой «Технологии металлов» «8» февраля 2016 г.,

протокол № 6

 

Составители: д-р техн. наук, проф. Ф. Г. Ловшенко,

канд. техн. наук., доц. А. И. Хабибуллин.

 

Рецензент канд. техн. наук, доц. В. М. Шеменков

 

12345Следующая ⇒

Поделиться: