Разработка технологии изготовления корпуса теплообменника, с внутренним диаметром 1600 мм, толщиной стенки 14 мм из стали 16ГС, страница 4

2. Характеристика материалов.

Согласно справочным данным по ГОСТ 5520-79 для стали 16ГС и по ГОСТ 14637-89 для стали Ст3пс обозначим химический состав данных марок сталей.

Химический состав сталей.

                                                                             Таблица 2.

Материал	Содержание в %.
	С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P	As	N
							Не более
16ГС	0,12-0,18	0.4-0.7	0.9-1.2	0.3	-	0.3	0.04	0.035	0.08	0.008
Ст3пс	0.14-0.22	0.05-0.15	0.4-0.65	0.8-1.1	-	-	0.055	0.045	0.08	-

 В соответствии с данными ОСТ 26.291-94 механические свойства сталей

16ГС и Ст3пс занесем в таблицу 3.

Механические свойства сталей.

Таблица 3.

Марка материала.	Структурный класс.	, МПа.	, МПа.	, %	Ударная вязкость КСU Дж/см2
					+20оС	-20оС	-40оС	-70оС
16ГС	Перлитный	480	315	21	59	-	29	24
Ст3пс		370	245	26	80	40	-	-

2.1. Оценка свариваемости.

В настоящее время применяется большое количество различных марок сталей. Причем каждая марка ведет себя при сварке по разному, т.е. отдельные марки сталей свариваются хорошо, без каких либо вмешательств, с применением обычных приемов и методов сварки, а другие требуют усложненную технологию.

Под свариваемостью понимается свойство металлов образовывать при определенных технических условиях доброкачественное сварное соединение без трещин и не отличающихся по своим свойствам от основного металла.

В зависимости от процентного содержания углерода в сталях, стали делятся на три группы:

1.  Хорошо свариваемые С = (0,25 – 0,35)%

2.  Удовлетворительно свариваемые С = (0,35 – 0,5)%

3.  Плохо свариваемые С = 0,5 и более.

   Из этого следует, что стали с содержанием углерода до 0,3% свариваются хорошо, т.е. при их сварке не требуется ни каких технологических особенностей (подогрев, термообработка, вакуум и т.д.). это связано с тем, что при содержании углерода более 0,3% при сварке происходит интенсивное взаимодействие железа с углеродом с образованием хрупкой структуры цементит (Fe₃C), поэтому сварные соединения для стали с содержанием 0,3% углерода являются хрупкими.

   Одним из главных требований при сварке является обеспечение равнопрочности основного металла и металла шва, зависит от его структуры, которая определяется химическим составом, режимом сварки, термической обработки. Химический состав металла шва при сварке рассматриваемых сталей не значительно отличается от состава основного металла. Это различие сводится к снижению содержания в металле шва углерода, для предупреждения образования закалочных структур, при повышении скорости охлаждения.

   Возможное снижение прочности шва компенсируется легированием металла через проволоку.

   Чтобы определить свариваемость стали 16ГС надо найти эквивалент углерода С_э по формуле:

Сталь 16ГС относится к низколегированным сталям и обладает хорошей свариваемостью.

Технология ее сварки должна обеспечить определенный комплекс требований, основные из которых – обеспечение надежности и долговечности конструкции. Важное требование при сварке рассматриваемой стали – обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Для этого механические свойства металла шва и околошовной зоны должны быть не ниже нижнего предела соответствующих свойств основного металла.

Низколегированная сталь 16ГС содержит небольшое количество специальных легирующих элементов: 0,4…0,7% Si; 0.9…1.2% Mn; не более 0,3% Cr; не более 0,3 Cu, поэтому эта сталь относится к перлитному классу.