Лабораторная работа ryb


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКВИВАЛЕНТА УГЛЕРОДА И ТОЛЩИНЫ НА СВАРИВАЕМОСТЬ СТАЛЕЙ.
Таблица 1
Исходные данные
Марка стали Толщина, ммСт5сп 5 9,5 14
20К 20Х Задание:
Рассчитать эквивалент углерода по минимальному содержанию легирующих элементов.
Рассчитать эквивалент углерода по среднему содержанию легирующих элементов.
Рассчитать эквивалент углерода по максимальному содержанию легирующих элементов.
Результаты занести в сводную таблицу
Содержание
Величина эквивалента углерода углеродистых марок стали рассчитывается
по формуле:
Сэкв=С+Mn6Если значение Сэкв<46 для толщины металла до 8 мм, то подогрев не требуется; если толщина металла больше 8 мм, то необходимо подсчитать эквивалент углерода с учётом толщины по формуле:
Сэкв=Сx+Сpгде Сx - химический эквивалент углерода;
Сp - размерный эквивалент углерода.
Химический эквивалент углерода определяется по формуле:
360 ∙Сx= 360 • С + 40 • Мп + 40 • Сr + 20 • Ni + 28 • Mo
Размерный эквивалент углерода определяется по формуле:
Сp=0.005∙S∙Сxгде S - толщина стали, мм.
Определив полный эквивалент углерода, можно найти необходимую температуру предварительного подогрева из выражения:
T=350∙Сэкв-0.25Для расчета склонности стали к образованию горячих трещин используется показатель Итамуры, который определяется по формуле:
HCS=C∙S+P+Si25+Ni100∙1033Mn+Cr+Mo+V<4Если полученное значение < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
2. Свариваемость стали Ст5сп.
Таблица 2
Структура и описание стали Ст5сп.
Классификация :Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества
Применение: Детали клепаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, стержни, звездочки,трубные решетки, фланцы и другие детали, работающие при температуре от 0 до 425 град, арматура класса Ат500С
Таблица 3
Механические свойства стали Ст5сп при Т=20oС
Сортамент σв σт δ5
Трубы, ГОСТ 8731-87 490 274 17
Прокат, ГОСТ 535-2005 490-630 255-295 17-20
Лист толстый, ГОСТ 14637-89 490-630 255-285 17-20
Таблица 4
Химический состав в % материала Ст5сп
C SiMnNiS P CrN CuAs0.28 - 0.37 0.15 - 0.3 0.5 - 0.8 до   0.3 до   0.05 до   0.04 до   0.3 до   0.008 до   0.3 до   0.08
Свариваемость стали Ст5сп при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0,28+0,56=0,363%0,38<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется.
Свариваемость стали Ст5сп при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,28 + 40 • 0,5 + 40 • 0,2 + 20 • 0,2 =100,8+20+8+4=132,8
Сx=132,8360=0,368%Сp=0.005∙9,5∙0,36=0,0171Сэкв=0,36+0,0171=0,3771%0,377<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали Ст5сп при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,28 + 40 • 0,5 + 40 • 0,2 + 20 • 0,2 =100,8+20+8+4=132,8
Сx=132,8360=0,368%Сp=0.005∙14∙0,368=0,0252%Сэкв=0,368+0,0252=0,3932%0,393<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали Ст5сп при среднем содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0,325+0,656=0,433%0,433<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется.
Свариваемость стали Ст5сп при среднем содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,325 + 40 • 0,65 + 40 • 0,25 + 20 • 0,25=117+26+10+4=157
Сx=157360=0,436%Сp=0.005∙9,5∙0,43,6=0,0202Сэкв=0,436+0,0202=0,457%0,457<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали Ст5сп при среднем содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,325 + 40 • 0,65 + 40 • 0,25 + 20 • 0,25 =117+26+10+4=157
Сx=157360=0,436%Сp=0.005∙14∙0,436=0,0305Сэкв=0,436+0,0305=0,467%0,467<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали Ст5сп при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0,37+0,86=0,503%0,503>0,46 – требуется подогрев.
Определим необходимую температуру предварительного подогрева:
T=350∙0,503-0.25=176,5°СРассчитываем склонности стали к образованию горячих трещин:
HCS=0,37∙0,05+0,04+0,325+0,3100∙1033∙0,8+0,3=6,882,7=2,55<4Полученное значение < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
Свариваемость стали Ст5сп при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,37 + 40 • 0,8 + 40 • 0,3 + 20 • 0,3 =133,2+32+12+6=183,2
Сx=183,2360=0,509%Сp=0.005∙9,5∙0,509=0,0241Сэкв=0,509+0,0241=0,533%0,533>0,46 – требуется подогрев.
Определим необходимую температуру предварительного подогрева:
T=350∙0,533-0.25=188,55°СРассчитываем склонности стали к образованию горячих трещин:
HCS=0,37∙0,05+0,04+0,325+0,3100∙1033∙0,8+0,3=6,882,7=2,55<4Полученное значение < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
Свариваемость стали Ст5сп при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,37 + 40 • 0,8 + 40 • 0,3 + 20 • 0,3 =133,2+32+12+6=183,2
Сx=183,2360=0,509%Сp=0.005∙14∙0,509=0,0356Сэкв=0,509+0,0356=0,545%0,545>0,46 – требуется подогрев.
Определим необходимую температуру предварительного подогрева:
T=350∙0,545-0.25=190,52°ССодержание легирующих элементов Толщина
5 9,5 14
Минимальное 0,363 0,377 0,393
Средние 0,433 0,457 0,467
Максимальное 0,503 0,533 0,545

2. Свариваемость стали 20К
Таблица 2
Структура и описание стали 20К.
Классификация :Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение: фланцы, днища, цельнокованые и сварные барабаны паровых котлов, полумуфты, корпуса аппаратов и другие детали котлостроения и сосудов, работающие под давлением и при температуре до 450 °С.
Таблица 3
Механические свойства стали 20К при Т=20oС
Сортамент σв σт δ5 КСUМПА МПА % кДж/м2Лист толстый, ГОСТ 5520-79 400-510 225-245 23-25 490-590
Таблица 4
Химический состав в % материала 20К
C SiMnNiS P CrCuAs0.16 - 0.24 0.15 - 0.3 0.35 – 0,65 до   0.3 до   0.04 до   0.04 до   0.3 до   0.3 до   0.08
Свариваемость стали 20К при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0,16+0,356=0,218%0,218<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется.
Свариваемость стали 20К при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,16 + 40 • 0,35 + 40 • 0,2 + 20 • 0,2 =57,6+14+8+4=83,6
Сx=83,6360=0,232%Сp=0.005∙9,5∙0,232=0,0110Сэкв=0,232+0,0110=0,243%0,243<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20К при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,16 + 40 • 0,35 + 40 • 0,2 + 20 • 0,2 =57,6+14+8+4=83,6
Сx=83,6360=0,232%Сp=0.005∙14∙0,232=0,162%Сэкв=0,232+0,0162=0,248%0,248<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20К при среднем содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0,2+0,56=0,283%0,283<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется.
Свариваемость стали 20К при среднем содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,2 + 40 • 0,5 + 40 • 0,25 + 20 • 0,25=72+20+10+5=107
Сx=107360=0,297%Сp=0.005∙9,5∙0,297=0,0141Сэкв=0,297+0,0141=0,311%0,311<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20К при среднем содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,2 + 40 • 0,5 + 40 • 0,25 + 20 • 0,25=72+20+10+5=107
Сx=107360=0,297%Сp=0.005∙14∙0,297=0,0208Сэкв=0,297+0,0208=0,318%0,318<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20К при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0,24+0,656=0,348%0,348<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется.
Свариваемость стали 20К при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,24 + 40 • 0,65 + 40 • 0,3+ 20 • 0,3=86,4+26+12+6=130,4
Сx=130,4360=0,362%Сp=0.005∙9,5∙0,362=0,0172Сэкв=0,362+0,0172=0,379%0,379<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20К при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,24 + 40 • 0,65 + 40 • 0,3+ 20 • 0,3=86,4+26+12+6=130,4
Сx=130,4360=0,362%Сp=0.005∙14∙0,362=0,0253Сэкв=0,362+0,0208=0,387%0,387<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Содержание легирующих элементов Толщина
5 9,5 14
Минимальное 0,218 0,243 0,248
Средние 0,283 0,311 0,318
Максимальное 0,348 0,379 0,387
3. Свариваемость стали 20Х
Таблица 2
Структура и описание стали 20Х.
Классификация :Сталь конструкционная легированная
Применение: Втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.
Таблица 3
Механические свойства стали 20Х при Т=20oС
Сортамент σв σт δ5 КСUМПА МПА % кДж/м2Лист толстый, ГОСТ 4543-71 780 635 11 590
Таблица 4
Химический состав в % материала 20К
C SiMnNiS P CrCu0.17 - 0.23 0.17 - 0.37 0.5 – 0,68 до   0.3 до   0.035 до   0.035 0,7-1 до   0.3
Свариваемость стали 20Х при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=C+Mn6+Cr+Mo+(V+Ti+Ni)5+Cu+Ni15+15∙BСэкв=0.17+0.56+0.7+0+0+0+0.25+0.2+0.215+15∙0==0.17+0.083+0.18+0.002=0.430.43<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется.
Свариваемость стали 20Х при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,17 + 40 • 0,5 + 40 • 0,7 + 20 • 0,2 =61,2+20+28+4=113,2
Сx=113,2360=0,314%Сp=0.005∙9,5∙0,314=0,0149Сэкв=0,314+0,0149=0,329%0,329<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20Х при минимальном содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,17 + 40 • 0,5 + 40 • 0,7 + 20 • 0,2 =61,2+20+28+4=113,2
Сx=113,2360=0,314%Сp=0.005∙14∙0,314=0,219%Сэкв=0,314+0,0219=0,335%0,248<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20Х при среднем содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0.2+0.596+0.85+0+0+0+0.255+0.25+0.2515+15∙0==0.2+0.098+0.22+0.03=0.550,55>0,46 - требуется подогрев
Определим необходимую температуру предварительного подогрева:
T=350∙0.55-0.25=174.4°СРассчитываем склонности стали к образованию горячих трещин:
HCS=0,2∙0,03+0,03+0,2725+0,25100∙1033∙0.59+0.85=3.142.62=1,19<4Полученное значение < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
Свариваемость стали 20Х при среднем содержании легирующих элементов и толщие 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,2 + 40 • 0,59 + 40 • 0,85 + 20 • 0,25=72+23,6+34+5=134,6
Сx=134,6360=0,374%Сp=0.005∙9,5∙0,374=0,0178Сэкв=0,374+0,0178=0,392%0,392<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20Х при среднем содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,2 + 40 • 0,59 + 40 • 0,85 + 20 • 0,25=72+23,6+34+5=134,6
Сx=134,6360=0,374%Сp=0.005∙14∙0,374=0,0262Сэкв=0,374+0,0262=0,400%0,400<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20Х при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 5мм.
Сэкв=0.23+0.686+1+0+0+0+0.35+0.3+0.315+15∙0==0.23+0.113+0.26+0.04=0.64
0,64>0,46 - требуется подогрев.
T=350∙0.64-0.25=218.5°ССвариваемость стали 20Х при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 9,5мм.
Сэкв=Сx+Сp360 ∙Сx= 360 • 0,23 + 40 • 0,68 + 40 • 1+ 20 • 0,3=82,8+27,2+40+6=156
Сx=156360=0,433%Сp=0.005∙9,5∙0,433=0,0172Сэкв=0,433+0,0205=0,454%0,45<0,46 - сталь обладает хорошей свариваемостью, и подогрев не требуется
Свариваемость стали 20Х при максимальном содержании легирующих элементов и толщине 14мм.
360 ∙Сx= 360 • 0,23 + 40 • 0,68 + 40 • 1+ 20 • 0,3=82,8+27,2+40+6=156
Сx=156360=0,433%Сp=0.005∙14∙0,433=0,0303Сэкв=0,433+0,0303=0,463%0,463>0,46 - требуется подогрев
Определим необходимую температуру предварительного подогрева:
T=350∙0,463-0.25=161,6°СРассчитываем склонности стали к образованию горячих трещин:
HCS=0,23∙0,035+0,035+0,3725+0,3100∙1033∙0.68+1=4.733.04=1,55<4Полученное значение < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
Содержание легирующих элементов Эквивалент углерода при толщине
5 9,5 14
Минимальное 0.43 0.329 0.335
Средние 0.55 0.392 0.400
Максимальное 0.64 0.454 0.463

Приложенные файлы

  • docx 18484222
    Размер файла: 61 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий