Министерство образования Российской Федерации
Комсомольский-на-Амуре государственный
Технический университет
Кафедра технологии сварочного производства
СВАРКА СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
Методические указания и контрольные задания по курсу
для студентов специальности 120500
«Оборудование и технологии сварочного производства»
Комсомольск-на-Амуре 2002
Бурное развитие атомной и тепловой энергетики, авиационной и ракетной техники, химического нефтехимического машиностроения и других отраслей привело к созданию разнообразных металлических материалов со специальными свойствами, обеспечивающими надежность и работоспособность конструкций в различных условиях эксплуатации.
Специальные свойства металлических материалов (в том числе сталей и сплавов) в основном обеспечиваются путем сложного легирования. Однако добавка в металлические материалы легирующих элементов наряду с приданием им специальных свойств – жаропрочности, окалиностойкости, коррозионной и хладостойкости и др. – иногда резко ухудшает их свариваемость.
Цель курса – дать студенту углубленные знания о состоянии и перспективах развития сварки плавлением при производстве сварных конструкций из специальных сталей и сплавов на железной и никелевых основах в энергетическом, химическом, криогенном и других производствах.
В курсе освещается научный подход к выбору принципиальной технологии сварки специальных сталей и сплавов, работающих при высоких и низких температурах, в условиях коррозии, нейтронного облучения и других экстремальных условиях.
Студент должен уметь с учетом условий эксплуатации сталей и сплавов и системы их легирования выбрать способ сварки, технологические режимы,| сварочные материалы, термическую обработку сварных соединений и дать другие необходимые рекомендации, обеспечивающие высокую эксплуатационную надежность изделий.
Для изучения курса «Сварка специальных сталей и сплавов» необходимо знание следующих дисциплин: «Материаловедение», «Теория сварочных процессов», «Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки». Материалы дисциплины «Сварка специальных сталей и сплавов» должны использоваться при изучении курса «Специальные сплавы прочности», а также в деловой игре и при дипломном проектировании.
Учебные занятия по курсу включают лекции, лабораторные занятия, консультацию, самостоятельную работу студентов с учебниками и другой рекомендованной литературой и выполнение контрольных работ.
Студент обязан выполнять в соответствии с учебным планом одну контрольную работу и четыре лабораторные работы. После изучения курса, выполнения лабораторных и контрольных работ студент сдает экзамены.
Настоящие методические указания и задания на контрольные работы составлены на основании учебного плана ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре Государственный технический университет» по заочной форме обучения, утвержденного 10 апреля 2002 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ТЕМАМ КУРСА
1 Введение
Содержание и значение курса. Состояние и перспективы использования легированных, теплоустойчивых, жаропрочных, жаростойких, хладостойких, коррозионно-стойких сталей и жаропрочных никелевых сплавов в энергетической, криогенной, химической. Нефтехимической и других отраслях машиностроения для производства сварных конструкций.
Основные сведения о специальных сталях, сплавах и поведении при сварке.
Характеристики работоспособности сварных соединений жаропрочных, жаростойких, хладостойких и коррозионно-стойких сталей. Влияние легированных сталей на принадлежность их к различным структурным классам. Поведение при сварке сталей перлитного мартенситного, ферритного, аустенитного классов и сплавов на никелевой основе. Изменение свойств сталей в околошовной зоне в результате структурных превращений под действием термодеформационного цикла сварки.
Технологическая прочность сварных соединений. Склонность швов к образованию газовых включений.
Металлургическая характеристика способов сварки плавлением и сварочных материалов, используемых при производстве сварных конструкций из специальных сталей и сплавов.
Виды термической обработки сварных соединений, ее назначение и способы осуществления.
При изучении темы следует уяснить, по каким признакам металлические материалы относят к специальным. Необходимо четко представлять технико-экономическую сторону применения указанных сталей и сплавов в сварных конструкциях, знать перспектива их выпуска в России и за рубежом. При изучении состава и свойств специальных сталей и сплавов обратить внимание на влияние легирующих элементов, степень легированности (1, 2, 4, с. 17-43; 5, 6, 9, 12, с. 5-29; 13, с. 258-352).
Вопросы для самопроверки
1) Какие стали относятся к легированным, теплоустойчивым, жаропрочным, жаростойким, хладостойким, коррозионно-стойким. Приведите пример марок сталей, относящихся к указанным группам.
2) В результате чего металлические материалы приобретают специальные свойства?
3) Назовите причину изменения свойств в зоне термического влияния сварных соединений.
4) перспектива производства специальных сталей и сплавов.
5) Укажите области применения специальных сталей и сплавов.
2 Сварка специальных сталей и никелевых сплавов
в энергетическом машиностроении
2.1 Трудности, возникающие при сварке теплоустойчивых сталей перлитного и мартенситного классов типа 15Х2НМФА, 15Х1М1Ф, 15Х11В2МФ и др., предназначенных для изготовления оборудования тепловых и атомных электростанций, работающего при 400-5000С. Выбор сварочных материалов для дуговой и электрошлаковой сварки, режимов сварки, температур подогрева свариваемых изделий и термической обработки сварных соединений, обеспечивающих их стойкость против образования холодных трещин, высокую жаропрочность (1, с. 151-158; 2, с. 17-25, 342-356, 404-40, 431-443; 6, 9, 13, с. 302-313).
2.2 Трудности, возникающие при сварке жаропрочных аустенитных сталей на никелевой основе типа 06Х16Н9Н2, Х25Н2ОС2, 15Х25Т, ХН7ОВМТЮ и др., работающих при температурах 600-9000С. Выбор сварочных материалов, режимов дуговой, электронно-лучевой сварки, а также режимов термической обработки сварных соединений, обеспечивающих стойкость сварных швов против образования горячих трещин, необходимую жаропрочность, жаростойкость сварных соединений и стойкость против локальных разрушений в процессе эксплуатации /1, с. 184-220, 269-288; 3, 4, с. 26-44; 5, 7, 11, 12, 13, с. 290-300, 314-330/.
При изучении этой темы студент должен, прежде всего, обратить внимание на влияние легирующих элементов на структуру и свойства стали, а также их влияние на образование горячих и холодных трещин. Знание причин и степени воздействия легирующих элементов на металл шва и зоны термического влияния позволит обоснованно подойти к выбору сварочных материалов, режимов сварки и термической обработки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
