2015-06-04
602
Легирующие элементы, вводимые в сталь, существенно изменяют физические свойства и свариваемость сталей (табл. 2).
Таблица 2
Физические свойства сталей
| Свойства | Стали перлитного класса | Стали аустенитного класса | Аустенитный высоконикелевый сплав типа 20-80 | Сталь мартенситно-ферритного класса 1Х11В2МФ | ||
| Ст3 | 12Х1МФ | 1Х18Н9Т | типа 25-20 | |||
| Плотность, г/см3 | 7,85 | 7,8 | 7,9 | 7,82 | 8,12 | 7,86 |
| Температура плавления, °С | 1400..1450 | 1400..1425 | 1380..1410 | 1450..1500 | ||
| Удельная теплоёмкость при 20 °С, КДж/(кг×град) | 0,42 | 0,48 | 0,50 | 0,50 | 0,45..0,63 | 0,49 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м2×град) | 40,3 | 35,7 | 16,4 | 14,6 | 12,2 | 25,2 |
| Коэффициент линейного расширения, 10-6 мм/(мм×°С) от 0 до 100 от 0 до 500 | 12,0 13,9 | 10,8 13,2 | 17,3 18,5 | 15,0 18,0 | 11,7 13,5 | 10,7..10,8 13,0 |
| Электросопротивление при 20 °С, (ОМ×мм2)/м | 0,15 | 0,32 | 0,73 | 0,73 | 1,24 | 1,05 |
| Температура начала интенсивного окалинообразования, °С | 650..700 | 850..900 | ||||
| Модуль упругости, 10-5 МН/м2 при 20 °С при 500 °С | 2,02 1,44 | 2,13 1,83 | 2,02 1,69 | 2,04 1,73 | 2,30 1,95 | 2,12 1,73 |
| Магнитные свойства | магнит | магнит | не магнит | не магнит | не магнит | магнит |
Это влияние сказывается и на критической температуре хрупкости металла Ткр – минимальное значение температуры, при которой излом образца на ударный изгиб содержит не более 50 % кристаллического излома или не менее 50 % волокнистого (табл. 3). Ткр большинства сталей значительно выше комнатной и зависит от наличия ЛЭ. В процессе нагрева и охлаждения стали переходят из хрупкого в пластичное состояние и наоборот, что следует учитывать при сварке.
|
|
|
Таблица 3
Смещение критической температуры хрупкости Ткр (15)
при увеличении содержания легирующего элемента на 0,1 %
| Легирующий элемент | Ткр (15), °С | Пределы легирования | Легирующий элемент | Ткр (15), °С | Пределы легирования |
| C | + 14,7 | 0...0,4 | Ni | – 3,9 – 1,7 | 0...0,4 0,4...3 |
| Mn | – 5,6 | 0,3...1,5 | Cr | + 11,1 | 0...0,5 более 0,5 |
| Si | + 7,2 | 0,1...0,6 0,6...1,8 | Mo | +19,5 | 0...0,18 |
| P | + 56 | 0...0,2 | Al | 0...0,1 | |
| S | 0...0,05 | Ti | – 4,4 | 0,4 | |
| Cu | + 3,9 | 0...0,70 0,7...20 | V | + 33,4 | 0...0,14 |
| B | + 278 | 0...0,0044 |
Практически все ЛЭ ухудшают свариваемость сталей, что находит выражение, например, в том, что для низколегированных сталей в показателе эквивалентного углерода Сэ суммируется количество ЛЭ
,
где символы различных элементов означают содержание его в процентах. Однако использование такой формулы имеет свои недостатки, связанные с недоучетом ряда фактов.
По сравнению со Ст3 легированные стали имеют повышенный коэффициент линейного расширения (в 1,5 раза) и электросопротивление (в 2...8 раз), пониженный коэффициент теплопроводности (в 2...3 раза) и меньшую Тпл (– на 100 °С). Удельная теплоёмкость легированных сталей также выше на 15...20 % по сравнению со сталями перлитного класса.
|
|
|
