Забор из металлической сетки

Забор из сетки недорогой, долговечнее деревянного, универсальный, его сравнительно просто установить собственными силами – за пару выходных можно полностью огородить участок размером в шесть соток. На современном рынке стройматериалов представлено большое разнообразие сетки-рабицы для заборов: в рулонах различной длины и ширины, с крупной и мелкой ячейкой, стальной, оцинкованной или с виниловым покрытием. Наиболее долговечна стальная сетка с гальваническим цинковым покрытием: ее не надо красить каждый год, она не теряет своей декоративности, как виниловая (цветное виниловое покрытие выгорает на солнце и часто растрескивается от перепада температур, особенно зимой).

Металлические перила

Перильное ограждение из металла применяется достаточно широко. В данном случае не имеются в виду однообразные металлические ограждения, которые мы привыкли видеть на лестничных маршах стандартных многоэтажек, выполненных индустриальным способом.Перила таких лестниц обычно изготовлены из вертикальных металлических стоек с деревянным поручнем и не отличаются высокими эстетическими качествами. Но практика показывает, что из одного и того же материала можно изготовить совершенно разные конструкции. Технологичность металла и мастерство исполнителя позволяют создать самые разнообразны формы перильного ограждения даже из прямолинейных элементов, не прибегая к технологии ковки и гнутья. Металлические промежуточные стойки могут устанавливаться не только вертикально, но и параллельно оси лестничного марша и даже под некоторым углом. Вариантов здесь может быть множество.

Металл для перил может подвергаться различной гальванической обработке (хромирование, никелирование и т.д.). Обработанный таким образом металл в сочетании с точеными элементами может дать поразительные результаты. В этом случае применять сварочные работы при сборке нельзя. Высокая температура, возникающая при горении сварочной дуги, разрушает гальваническое покрытие. В данном случае применяют резьбовые соединения, выполняя гайки методом точения и фрезерования самой различной декоративной формы. Но особенной красоты перильного ограждения лестницы добиваются, заполняя проем между опорными стойками гнутыми металлическими элементами. Замысловатые формы гнутых элементов получают методом холодной ковки и гибки при помощи самых различных приспособлений.

Установку гнутых элементов по месту и их сращивание между собой можно выполнить на заклепках или электродуговой сваркой. Сварка в данном случае предпочтительнее, так как сложная форма завитков не всегда дает возможность просверлить в нужном месте отверстие под заклепку и подобраться молотком для нанесения удара.

Металлические перила можно применять независимо от того, из какого материала изготовлена лестница. Они одинаково хорошо подходят к металлическим, бетонным или деревянным лестницам, применяются с металлическим, пластмассовым или деревянным поручнем. Различие может состоять только в методах крепления. Так, к металлическим лестничным маршам перила крепятся при помощи сварки или болтовыми соединениями. В бетонных лестницах для этой цели обычно предусматривают специальные закладные пластины, к которым впоследствии приваривают перильные стойки. К деревянным лестничным маршам стойки перильного ограждения обычно крепят либо при помощи болтовых соединений, либо при помощи шурупов через специально для этой цели изготовленные фланцы. Фланцы приваривают к стойкам перил, а затем уже шурупами крепят к лестничному маршу.

Для изготовления металлических перил можно использовать металл самых разнообразных профилей (от обычной стальной арматуры и труб различного диаметра, до полосовых и листовых деталей самой причудливой формы). Часто для изготовления перил применяют профили из алюминия и его сплавов. Как сделать витой металлический поручень для винтовых лестниц, знает далеко не каждый, и порой эта проблема остается нерешенной. Такой поручень можно сделать из обыкновенной трубы или металлического стержня. Для этого трубу (диаметром 32—40 мм), равную по длине изготавливаемому поручню, загибают в виде спирали. Диаметр спирали должен быть равным диаметру лестничного винта. После этого спираль вытягивают по длине, формируя таким образом поручень необходимой конфигурации. Если такой поручень просто окрасить, то краска от постоянного контакта с руками быстро вытирается. Поэтому металлический поручень лучше заключить в пластмассовую оболочку. Поручни для металлических перил лучше всего делать из древесины. Металл очень хорошо сочетается с ее текстурой и, кроме того, деревянные перила намного практичнее. Крепление деревянного поручня к металлу выполняют так. Сначала к перилам приваривают поручень из металлической полосы, в котором просверлены отверстия, предназначенные для крепления. В нижней части деревянного поручня делают выборку под размер этой полосы. Поручень накладывают на полосу и снизу крепят при помощи шурупов. Поручень из пластика крепится при помощи специально для этой цели выполненных буртиков, которые изготавливаются в процессе отливки поручня. Перед установкой поручень нагревают и насаживают буртиками на металлическую пластину. После остывания пластик твердеет и прочно закрепляется на металлической полосе. Возможны варианты крепления пластмассового поручня при помощи шурупов.

Металлические перила могут иметь заполнение из самых различных материалов. Для этого применяются деревянные или пластмассовые щиты, высокопрочное стекло и даже витражное заполнение. Но при всем этом многообразии следует помнить, что острые металлические кромки и углы могут служить причиной травм. Поэтому все кромки нужно тщательно зачищать, а углы лучше выполнять с загибом. Как видно из вышеизложенного, металлические перила являются универсальными и позволяют воплотить в жизнь любые дизайнерские замыслы. А качество этого воплощения остается за исполнителем, его умением и за его технологической оснащенностью.

Сварка нержавеющей стали

Методы сварки

При сварке аустенитного нержавеющего проката следует учитывать следующие отличия его физических свойств от свойства углеродистого проката: уделенное электрическое сопротивление примерно в шесть раз больше точка плавления примерно на 100С ниже теплопроводность составляет около одной трети от соответствующего показателя углеродистого проката. коэффициент теплового расширения по длине примерно на 50% больше На практике сварку можно выполнять с помощью любых методов сварки: Ручная дуговая сваркаобычно при толщине материала более 1,5 мм Дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) для сварки тонких листов и труб Дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе / Сварка в среде активных газов (MIG/MAG)отличается высокой производительностью импульсная дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной 0,8 мм сварка короткой дугой плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной менее 0,8-3,0 мм сварка дугой со струйным переносом металла, плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной более 3,0 мм Плазменная сваркаможет применяться для широкого диапазона толщины применяется все более широко Дуговая сварка под флюсом для материалов толщиной более 10 мм Сварка сопротивления точечная и роликовая сварка тонких листов Лазерная сварка, высокочастотная сварка и т.д.

Последующая обработка сварных швов.

На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный слой, содержащий в основном хром. Этот слой в значительной степени ослабляет стойкость соединения к коррозии. Хром оксидного слоя в основном материале возникает из стали, вследствие чего под оксидным слоем образуется т.н. со сниженным содержанием хрома. Если существует необходимость, чтобы стойкость сварного соединения к коррозии была столь же высокой, как и у основного материала, оксидный слой и зону со сниженным содержанием хрома следует удалить, т.е. сварное соединение должно пройти последующую обработку.

Термообработка

В данном случае под термообработкой понимается растворение внутри стальной конструкции (более 1000 С), с помощью которого сглаживаются возникшие различия присадочных материалов.

Механические методы последующей обработки

Следует всегда помнить, что разрешается использовать только те рабочие принадлежности, которые предназначены для обработки нержавеющего проката: шлифовальные ленты и круги, предназначенные для обработки нержавеющего проката щетки из нержавеющей стали дроби из нержавеющей стали при дробеструйной обработке (Внимание! С помощью стальных или стеклянных дробей или песка иногда нельзя обрабатывать другие материалы, напр., углеродистую сталь)

Травление

Травление является наиболее эффективным методом последующей обработки сварных швов. При правильном выполнении травление позволяет устранить и вредный оксидный слой, и зону со сниженным содержанием хрома. Травление выполняется путем погружения, поверхностного нанесения или покрытия пастой в зависимости от условий. Чаще при травлении используется смешащая кислота: азотная кислота/фтористоводородная кислота (плавиковая кислота) в следующих пропорциях:

8 – 20 % HNO3 (азотная кислота) 0,5 – 5 % HF (фтористоводородная кислота) остальные компоненты Н2О (вода)

Время травления аустенитного нержавеющего проката зависит от концентрации кислот, температуры, толщины окалины и сорта проката (т.н. кислотоупорный прокат требует более продолжительного времени обработки по сравнению с нержавеющим прокатом). Доведение степени шероховатости сварного шва до соответствующего показателя основного листа путем шлифования или полирования после травления еще более увеличивает стойкость конструкции к коррозии.

Основные типы нержавеющих сталей и области их применения

Нержавеющими сталями называются стали содержащие минимум 12% хрома, который образует защитную пленку из оксида хрома на поверхности металла. Эта пленка является весьма инертной и таким образом, стали становятся коррозионностокими, нержавеющими. Если пленка разрушается под действием механических или химических воздействий, то в этом месте сталь теряет свою коррозионностойкость. К счастью, это пленка обладает способностью восстанавливаться в присутствии кислорода.

Нержавеющие стали обычно делятся на три большие группы, в зависимости от их структуры:

аустенитные стали обычно содержат 16-25% хрома, 6-14% никеля, иногда 2-6% молибдена и небольшое количество других элементов. Стали это группы – наиболее широко используемые и представляют 60-70% мирового потребления. Область их применения весьма широка.

ферритные стали (иногда называемые хромистые стали) содержат в основном 12-20% хрома. Некоторые марки могут содержать небольшое количество титана и молибдена. Коррозионная стойкость и другие свойства хуже чем у аустенитных сталей, но из-за более низкой цены ферритные стали используются для менее ответственного применения.

мартениститные нержавеющие стали применяются в специальных случаях, когда требуется высокая твердость и прочность. Далее будут рассматриваться в основном аустенитные марки. Области применения аустенитных нержавеющих сталей.

Область применения аустенитных нержавеющих сталей очень широка: от тяжелого машиностроения и электроэнергетики до точно механики и электроники. В Европе главными областями применения являются:

Химическая промышленность.

Практически все емкости, сосуды, реакторы, трубы и другое оборудование химической индустрии изготавливается из аустенитных нержавеющих сталей. Минимально допустимой маркой является 1.4404 (AISI 316L); зачастую требуются высоколегированные марки с содержанием молибдена до 6%. Выбор необходимой марки определяется конечно задачей и требует квалифицированного подхода.

Пищевая промышленность.

Сегодня нержавеющая сталь вместе со стеклом и некоторыми видами пластмасс является практически единственным материалом, который одобрен как сырье для изготовления оборудования для производства, хранения и транспортировки пищевых продуктов. Это обусловлено высокими требованиями по гигиене, токсичности и др. Гигиена имеет наиважнейшее значение в пищевой индустрии.

Она в значительной мере определяет качество продукта на всем пути от сырь, через технологический процесс, к потребителю. Уже сейчас существуют и, определенно, будут ужесточены в будущем строгие ограничения на растворимость тяжелых металлов, имеющихся в материале из которого изготовлено оборудование, находящееся в контакте с продуктами. Согласно европейским рекомендациям количество хрома и никеля, растворенного из стали в ходе стандартного теста по ISO 6486/1, допускается не выше 2 мг/дм2.

Для аустенитных сталей количество растворенных никеля и хрома меньше чем 0,02 мг/дм2 или, другими словами, около 1% от допустимого значения.

Обычно для производства оборудования пищевой промышленности используются марки нержавеющей стали 1.4301(AISI 304) и 1.4401(AISI 316); в очень редких случаях могут потребоваться высоколегированные марки. Важным фактором является хорошая и гладкая (без изломов, неровностей и царапин) поверхность металла. Стандартный вид отделки 2B является достаточным, однако иногда необходима полировка (электролитическая). Шероховатость (Ra) поверхности обычно не превышает 0,6 мкм.

Целлюлозно-бумажная промышленность.

Практически все оборудование целлюлозных заводов и большая часть бумагоделательных изготавливаются из нержавеющих сталей. Минимально допустимой маркой является 1.4401(AISI 316), но уже на современных предприятиях с циркуляцией жидкостей Ио замкнутым оборотным циклам эта марка неэффективна и должны использоваться стали с минимальным содержанием молибдена 3-6%. Выбор марки стали является работой для специалистов.

На каждый современный крупный завод расходуется около 3000-5000 тонн нержавеющей стали, причем большая ее часть приходится на трубы. В этой области по всему миру в ближайшем будущем ожидаются значительные инвестиции.

Электроэнергетика.

Сегодня большая часть энергии в мире производится путем сжигания полезных ископаемых (уголь, нефть или газ) или в атомных электростанциях. В обоих случаях использование (в море или на суше) и до получения электрической энергии – везде нержавеющая сталь. Также и в атомной энергетике. В этой области всегда применяются специальные, высоколегированные стали, так как требования к материалам, используемым здесь, предельно высоки.

Защита окружающей среды.

В данной области еще много предстоит сделать, поскольку реально работа по защите окружающей среды только начинается. Современное общество окончательно поняло важность данной проблемы и пытается законодательным путем (а в ряде случаев и добровольно) предпринять действия по уменьшению вредного воздействия на природу. Давно действующие заводы, цеха, электростанции закрываются или модернизируются путем сооружения замкнутых оборотных схем для жидкостей и очистки газа. Улавливаемая пыль очищается или пускается в переработку. Новые заводы строятся с учетом удовлетворения высоких требований с точки зрения охраны окружающей среды. Охрана окружающей среды является огромной областью деятельности и значительные инвестиции вкладываются в нержавеющую сталь. Используется широкий диапазон марок: от обыкновенной 1.4301(AISI 304) до высоколегированных специальных сталей.

Транспорт.

За последние годы резко возросла необходимость в транспортировке товаров, различных материалов и жидкостей. Одновременно встала задача уменьшить стоимость и повысить безопасность перевозок ( многие материалы и жидкости чрезвычайно опасны). Решением этой проблемы является специальные транспортировочные контейнеры и емкости. С целью снижении я стоимости созданы так называемые многоцелевые емкости-контейнеры из нержавеющей стали, в котором можно перевозить в одном рейсе, к примеру, молоко, а в следующем – скипидар. Их столько необходимо в промежутках между рейсами промыть и продезинфицировать. Из-за такой многофункциональности для их изготовления применяются высоколегированные марки сталей, обычно 1.4401(AISI 316) или даже лучшие. Транспортное машиностроение является громадным рынком для нержавеющих сталей.

В автомобильной промышленности более всего нержавеющая сталь используется для производства выхлопных труб и катализаторов, на изготовление которых идут ферритные или аустенитные марки. За год производятся миллионы автомобилей и на каждый расходуется 10-20 кг нержавеющей стали в виде указанных деталей.

Домашнее хозяйство.

В домашнем хозяйстве всегда можно встретить нержавеющую сталь Это идеальный материал для изготовления ложек, вилок, сковород, кастрюль и другой кухонной утвари. Внутренние части высококачественных посудомоечных и стиральных машин изготавливаются из нержавеющей стали, также как и высококлассные мясорубки. Нержавеющая сталь – материал, связанный с понятием высокого уровня жизни и таким образом объем ее использования в домашнем хозяйстве растет месте с уровнем жизни. Италия, Германия и Франция являются наиболее известными странами- производителями высококачественной бытовой техники.

Строительство и архитектура.

Нержавеющая сталь предлагает много интересных возможностей для архитекторов и дизайнеров. Она хорошо комбинируется со стеклом, камнем, деревом и другими материалами. Другими словами, может быть прекрасно приспособлена для отделки фасадов и интерьеров общественных зданий. Как кровельный материал она также превосходна. Уличная мебель, сделанная из нержавеющей стали, красиво выглядит и практически не изнашивается.

Нержавеющая сталь была изобретена около 80-ти лет назад. За эти годы она заняла одно из лидирующих мест среди наиболее важных материалов в мире. Сейчас, в отличие от многих других материалов, она умеренно находится в на подъеме своего цикла жизни. Рост потребления нержавеющей стали на протяжении последних десятилетий составлял 4-6% в ГД. Ввиду того, что в нашем поле зрения не видно материала, который мог бы, даже частично, заменить нержавеющую сталь, у нас есть все основания надеяться, что она сохранить и даже упрочит свои позиции.

Основные вопросы сварки

Сварка сопровождается комплексом одновременно протекающих процессов, основными из которых являются : тепловое воздействие на металл в зоне термического влияния, термодеформационные плавления, металлургической обработки и кристаллизации металла в объёме сварочной ванны в зоне сплавления.

Физическая свариваемость характеризует принципиальную возможность получения монолитных сварных соединений и главным образом относится к разнородным металлам.

В процессе сварки имеет место непрерывное охлаждение. Характер структурных превращений при этом отличается от случая распада аустенита при изотермической выдержке. При непрерывном охлаждении значение инкубационного периода в 1.5 раза больше , чем при изотермическом . С увеличением скорости охлаждения получаемая структура в зоне изотермического влияния измельчается , твёрдость её повышается . Если скорость охлаждения превышает критическую скорость , образование структур закалки неизбежно .

Закалённые структуры в аппаратостроении являются крайне нежелательными : отличаются высокой твёрдостью , хрупкостью , плохо обрабатываются , склонны к образованию трещин .

Если скорость охлаждения ниже критической скорости , образование закалочных структур исключается . В зоне термического влияния наиболее желательными являются пластичные , хорошо обрабатываемые структуры типа перлита или сорбита . Поэтому получение качественных соединений непременно связано с достижением желаемых структур в основном регулированием скорости охлаждения .

Подогрев способствует перлитному превращению и является действенным средством исключения закалочных структур . Поэтому он служит в качестве предварительной термической обработки сварных соединений (нагрев до сварки и в процессе её ) . Меняя скорость охлаждения , можно получить желаемую твёрдость в зоне термического влияния .

В некоторых случаях появляется необходимость увеличения скорости охлаждения . Путём ускоренного охлаждения удаётся измельчить зерно , повысить прочностные свойства и ударную вязкость в зоне термического влияния . С этой целью находит применение метод сопутствующего охлаждения . Сварное соединение в процессе сварки с обратной стороны дуги охлаждается водой или воздушной смесью , что способствует получению крутой ветви скорости охлаждения.

Технологическая прочность сварного шва .

Термин “Технологическая прочность” применяется для характеристики прочности конструкции в процессе её изготовления . В сварных конструкциях технологическая прочность лимитируется в основном прочностью сварных швов . Это один из важных показателей свариваемости стали .

Технологическая прочность оценивается образованием горячих и холодных трещин .

1. Горячие трещины. Это хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и зоны термического влияния . Возникают в твёрдо-жидком состоянии на завершающей стадии первичной кристаллизации , а так же в твёрдом состоянии при высоких температурах на этапе преимущественного развития межзернистой деформации .
Наличие температурно- временного интервала хрупкости является первой причиной образования горячих трещин . Температурно- временной интервал обуславливается образованием жидких и полужидких прослоек , нарушающих металлическую сплошность сварного шва . Эти прослойки образуются при наличии легкоплавких , сернистых соединений (сульфидов ) FeS с температурой плавления 1189 С и NiS с температурой плавления 810 С . В пиковый момент развития сварочных напряжений по этим жидким прослойкам происходит сдвиг металла , перерастающего в хрупкие трещины .
Вторая причина образования горячих трещин – высокотемпературные деформации . Они развиваются вследствие затруднённой усадки металла шва , формоизменения свариваемых заготовок , а так же при релаксации сварочных напряжений в неравновесных условиях сварки и при послесварочной термообработке , структурной и механической концентрации деформации.

2. Холодные трещины.
Холодными считают такие трещины , которые образуются в процессе охлаждения после сварки при температуре 150 С или в течении нескольких последующих суток . Имеют блестящий кристаллический излом без следов высокотемпературного окисления .
Основные факторы , обуславливающие появление холодных трещин следующие: а) Образование структур закалки ( мартенсита и бейнита ) приводит к появлению дополнительных напряжений , обусловленных объёмным эффектом .
б) Воздействие сварочных растягивающих напряжений .
в) Концентрация диффузионного водорода . Водород легко перемещается в незакалённых структурах . В мартенсите диффузионная способность водорода снижается : он скапливается в микропустотах мартенсита , переходит в молекулярную форму и постепенно развивает высокое давление , способствующее образованию холодных трещин . кроме того , водород , адсорбированный на поверхности металла и в микропустотах , вызывает охрупчивание металла .

Углеродистые стали : сварка и сопутствующие ей процессы .

Сплавы Fe и С , где процентное содержание углерода не превышает 2,14 % , называют углеродистыми сталями . Углерод оказывает сильное влияние на свойства сталей . Наличие других элементов обусловлено :

1. Технологическими особенностями производства – Mn , Si – для устранения вредных включений закиси железа , FeO и FeS . Вокруг оторочки сернистого железа , начиная с 985 С , происходит оплавление , что ведёт к снижению технологической прочности сварного шва . Температура плавления MnS составляет 1620 С , кроме того , он пластичен .
2. Невозможностью полного удаления из металла ( S, P, N , H )
3. Случайными причинами ( Cr , Ni , Cu и другие редкоземельные металлы ) Углеродистые стали составляют основную массу сплава Fe-C , до 95 % аппаратуры и оборудования изготавливают из этих сталей .
В отечественной промышленности наиболее широко применяют стали с содержанием углерода до 0,22 % , редко от 0,22 до 0,3 % .
Структурно -фазовые превращения углеродистых сталей определяются диаграммой состояния Fe-C . В нормализованном состоянии имеют феррито- перлитную структуру . С точки зрения кинетики распада аустенита , у углеродистых сталей происходит превращение аустенита в перлит ( второе основное превращение).
В зависимости от температуры охлаждения , степени переохлаждения , скорости охлаждения феррито- цементитной смеси получается различной степени дисперсионный перлит , сорбит , бейнит , троостит .

Низколегированные стали повышенной прочности.

К низколегированным относят стали , содержащие в своём составе до 2 % легирующих элементов каждого в отдельности и до 5 % суммарно ( Mn , Si , Cr , Ni ). Содержание углерода , как и у углеродистых сталей не превышает 0,22 % . Содержание S и P в низколегированных сталях такое же , как в качественных сталях.

При сварке , кинетика распада аустенита такая же , как и углеродистых сталей . При охлаждении на воздухе получается феррито- перлитная структура . Поэтому низколегированные стали повышенной прочности относят к хорошо свариваемым сталям .

Однако легирующие элементы существенно снижают критическую скорость охлаждения . При содержании в верхнем пределе и высоких скоростях охлаждения возможно подавление перлитного превращения и появления промежуточных и закалочных структур .

При уменьшении погонной энергии сварки и увеличении интенсивности охлаждения в металле шва и зоне термического влияния возрастает вероятность распада аустенита с образованием закалочных структур . При этом будет увеличиваться вероятность образования холодных трещин и склонность к хрупкому разрушению .

При повышенных погонных энергиях наблюдается рост зерна аустенита и образуется грубозернистая феррито- перлитная структура видманштетового типа с пониженной ударной вязкостью .

Выбор тепловых режимов в основном преследует цель недопущения холодных трещин . Одним из самых технологичных средств , снижающих вероятность появления трещин , является подогрев . Температура подогрева определяется в зависимости от эквивалента углерода и толщины свариваемого проката . Необходимая температура подогрева возрастает с увеличением легированности стали и толщины свариваемого проката .

Низколегированные стали жаропрочные перлитные .

Хромомолибденовые стали 12МХ , 12ХМ , 15ХМ предназначены для работы в диапазоне температур -40… +560 С . В основном используются при температурах +475…+560 С . Их применение обусловлено низкой стоимостью и достаточно высокой технологичностью при изготовлении сварных конструкций и производстве отливок , поковок .

На участках , нагретых выше точки Ас(3) , возможно образование мартенсита и троостита . Реакция стали на термический цикл сварки характеризуется разупрочнением в зоне термического влияния в интервале температуры Ас(3) – Т (0), который объясняется процессами отпуска . Протяжённость разупрочненного участка увеличивается про больших значениях погонной энергии сварки .

Мягкая разупрочненная прослойка может явиться причиной локальных разрушений сварных соединений в процессе эксплуатации , особенно при изгибающих нагрузках .

Устранение разупрочнения осуществляется последующей термической обработкой с фазовой перекристаллизацией в печах ( объёмная термическая обработка ) .

Образование обезуглероженной ( ферритной ) прослойки – это специфический показатель свариваемости , присущий этим сталям . В процессе последующей эксплуатации при температурах 450-600 С , происходит миграция углерода из металла шва в основной металл , или наоборот , когда имеет место различие в их легировании карбидообразующими элементами .

Стали системы Fe-C-Cr ( хромистые стали ) .

Хром – основной легирующий элемент . Он придаёт сталям ценные свойства : жаропрочность , жаростойкость ( окалиностойкость , коррозионную стойкость ) .Чем больше содержание хрома , тем более высокой коррозионной стойкостью обладает сталь . Такое влияние хрома объясняется его способностью к самопассивированию даже в естественных условиях и образованию плотных газонепроницаемых оксидных плёнок при высоких температурах .

1. Специфика свариваемости сталей типа 15Х5М .

Склонность к закалке осложняет технологический процесс выполнения сварочных работ . В зоне термического влияния образуются твёрдые прослойки , которые не устраняются даже при сварке с подогревом до 350-400 С . Для полного устранения твёрдых прослоек необходимо применение дополнительных мер . Небольшая скорость распада хромистого аустенита , вызывающая склонность к закалке на воздухе , и фазовые превращения мартенситного характера снижают стойкость сталей к образованию трещине при сварке .Применение закаливающих на воздухе сталей для изготовления сварного оборудования приводит к образованию в сварных соединениях механической неоднородности .

Механическая неоднородность , заключающаяся в различии свойств характерных зон сварного соединения , является следствием , с одной стороны , неоднородности термодеформационных полей при сварке структурно – неравновесных сталей , с другой – применения технологии сварки с отличающимися по свойствам сварочными материалами из-за необходимости обеспечения технологической прочности .

В настоящее время применяется два вида сварки :

1. Сварка однородными перлитными электродами , близкими по составу к основному металлу .При этом металл шва и зона термического влияния приобретают закалённую структуру и образуется широкая твёрдая прослойка .

2. Сварка с применением аустенитных электродов . Поскольку аустенитные материалы не склонны к закалке , твёрдые прослойки образуются только в зоне термического влияния .

Хромистые мартенситно- ферритные стали .

У стали марки 08Х13 с содержанием углерода 0,08 % , термокинетическая диаграмма распада аустенита имеет две области превышения : в интервале 600-930 С, соответствующем образованию феррито- карбидной структуры , и 120-420 С – мартенситной . Количество превращённого аустенита в каждом из указанных температурных интервалов зависит , главным образом , от скорости охлаждения . Например , при охлаждении со средней скоростью 0,025 С/с превращение аустенита происходит преимущественно в верхней области с образованием феррита и карбидов . Лишь 10 % аустенита в этом случае превращается в мартенсит в процессе охлаждения от 420 С . Повышение скорости охлаждения стали до 10 C/c способствует переохлаждению аустенита до температуры начала мартенситного превращения ( 420 С ) и полному его бездиффузионному превращению . Изменения в структуре , обусловленные увеличением скорости охлаждения , сказываются и на механических свойствах сварных соединений . С возрастанием доли мартенсита наблюдается снижение ударной вязкости .

Увеличение содержания углерода приводит к сдвигу в область более низких температур границы превращения мартенсита . У сталей с содержанием углерода 0,1- 0,25 % в результате этого полное мартенситное превращение имеет место после охлаждения со скоростью ~1С/c .

С точки зрения свариваемости , мартенситно- ферритные стали являются “неудобными” в связи с высокой склонностью к подкалке в сварных соединениях этих сталей . Подкалка приводит к образованию холодных трещин . Склонность к образованию трещин при сварке зависит от характера распада аустенита в процессе охлаждения . В случае формирования мартенситной структуры ударная вязкость сварных соединений 13 %-ных хромистых сталей снижается до 0,05-0,1 МДж/м . Последующий отпуск при 650-700 С приводит к распаду структуры закалки , выделению карбидов , в результате чего тетрагональность мартенсита уменьшается . После отпуска ударная вязкость возрастает до 1МДж/м2 . С учётом такой возможности восстановления ударной вязкости большинство марок хромистых сталей имеет повышенное содержание углерода для предотвращения образования значительного количества феррита в структуре . Таким образом удаётся предотвратить охрупчивание стали . Однако при этом наблюдается ухудшение свариваемости вследствие склонности сварных соединений к холодным трещинам из-за высокой хрупкости околошовного металла со структурой пластинчатого мартенсита .

Аустенитные коррозионностойкие стали .

Аустенитные стали содержат в своём составе Cr , Ni , C . По реакции на термический цикл хромоникелевые стали относят к хорошо свариваемым . При охлаждении они претерпевают однофазную аустенитную кристаллизацию неперлитного распада , тем более мартенситного превращения при этом не происходит .

Характерным показателем свариваемости хромоникелевых сталей является межкристаллитная коррозия (МКК) .

МКК развивается в зоне термического влияния , нагретой до температур 500-800 С ( критический интервал температур ) .

При пребывании металла в опасном (критическом) интервале температур по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома Cr(4)C , что приводит к обеднению приграничных участков зерен аустенита хромом .хром определяет коррозионную стойкость стали . В обеднённых хромом межкристаллитных участках развивается коррозия , которая называется межкристаллитной .

Межкристаллитная коррозия имеет опасные последствия – может вызвать хрупкие разрушения конструкций в процессе эксплуатации .

Чтобы добиться стойкости стали против межкристаллитной коррозии , нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов . т. е. стабилизировать свойства стали .

Аустенитно- ферритные нержавеющие стали.

Аустенитно- ферритные стали относятся к группе хорошо свариваемых сталей . Они стойки к образованию горячих трещин против межкристаллитной коррозии .

Специфичным моментом свариваемости является их повышенная склонность к росту зерна . Наряду с ростом ферритных зерен возрастает общее количество феррита . Последующим быстрым охлаждением фиксируется образовавшаяся структура . Размеры зерна и количество феррита , а также ширина зоны перегрева зависят от погонной энергии сварки , соотношения структурных составляющих в исходном состоянии и чувствительности стали к перегреву .Соотношение количества структурных составляющих ( гамма – и альфа- фаз ) в исходном состоянии в значительной степени зависит от содержания а стали Ti . Количество титана в стали также определяет устойчивость аустенитной фазы против гамма- альфа превращения при сварочном нагреве . Чем выше содержание Ti , тем чувствительней сталь к перегреву . Вследствие роста зерна и уменьшения количества аустенита наблюдается снижение ударной вязкости металла околошовной зоны и угла загиба сварных соединений аустенитно- ферритных сталей . Менее чувствительными к сварочному нагреву являются стали , не содержащие титан , – это стали 03Х23Н6 и 03Х22Н6М2 .

Особенности сварки аппаратуры из разнородных сталей .

Специфическими показателями свариваемости разнородных сталей являются процессы диффузии и разбавления .

Наибольшую опасность представляет диффузия С в сторону высоколегированной стали , где большая концентрация Cr или других карбидообразующих элементов .

Разбавление происходит при перемешивании свариваемых сталей и присадочного материала в объёме сварочной ванны .

Сталь более легированная разбавляется сталью менее легированной . Степень разбавления зависит от доли участия каждого из составляющих разнородное сварное соединение .

Общие сведения о металлургических процессах при сварке в инертных газах .

Сварку сталей осуществляют обычно под флюсом , в среде оксида углерода (IV) , но бывают случаи , когда целесообразно применять аргонно- дуговую сварку ,- например для упрочнения средне и высоколегированных сталей .

Низкоуглеродистые низколегированные стали , особенно кипящие , склонны к пористости вследствие окисления углерода :

Fe(3)C + FeO = 4Fe + CO ;

Этот процесс идёт за счёт кислорода , накопленного в сталях во время их выплавки , но может возникать за счёт примеси к Ar марок В и Г , за счёт влажности газа и содержащегося в нём кислорода .

Для подавления этой реакции в сварочной ванне нужно иметь достаточное раскислителей ( Si , Mn , Ti ) , т. е. использовать сварочные проволоки Св08ГС или Св08Г2С . Можно снизить пористость путём добавки к аргону до 50 % кислорода . который , вызывая интенсивное кипение сварочной ванны , способствует удалению газов до начала кристаллизации . Добавка кислорода к аргону снижает также критическое значение сварочного тока , при котором осуществляется переход от крупнокапельного переноса металла в дуге к струйному , что повышает качество сварки .

Среднелегированные углеродистые стали обычно содержат в своём составе достаточное количество активных легирующих компонентов для подавления пористости , вызываемой окислением углерода . Это обеспечивает плотную структуру шва , а шва состав металла шва соответствует основному металлу , если электродные проволоки имеют так же близкий состав .

Аустенитные коррозионностойкие и жаропрочные стали (12Х18Н10Т и др.) хорошо свариваются в среде аргона как плавящимся , так и неплавящимся электродом . При сварке этих сталей обычно не требуется каких-либо дополнительных мероприятий, но аустенитно- мартенситные стали очень чувствительны к влиянию водорода, который их сильно охрупчивает и даёт замедленное разрушение в виде холодных трещин.