Конструкционные легированные стали для сварных конструкций (гост 19281)

Конструкционные легированные стали относятся к низкоуглеродистым, низко- и среднелегированным сталям.

Первые две цифры в их маркировке, характеризуют содержание углерода в сотых долях процента, а буквы справа от этих цифр обозначают содержащиеся в стали легирующие элементы. Если ЛЭ > 1,5 % , то его количество маркируется после соответствующей буквы цифрой 2 и выше.

Для ответственных сварных конструкций применяются 09Г2, 09Г2С,16ГС, 17ГС, 17Г1С, 15ГФ, 10ХСНД.

Свариваемость данных сталей оценивается по эквивалентному содержанию углерода:

С экв = С + + +

1) При С экв. ≤ 0,25 % стали, свариваемые без ограничения;

2) 0,25 < С экв ≤ 0,35 стали с удовлетворительной свариваемостью;

3) 0,35 < С экв < 0,45 ограниченно свариваемые стали с подогревом;

4) С экв > 0,45 трудно свариваемые стали – для сварных конструкций нежелательны.

4. Цветные металлы и сплавы

Цветные металлы и сплавы получили распространение в авиакосмической отрасли, судостроении, химическом машиностроении и строительстве. Сплавы на основе алюминия и титана обладают значительно меньшей плотностью, более высокой коррозионной стойкостью. Но они имеют значительно меньший модуль упругости, что увеличивает их деформируемость.

Алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые и не деформируемые. В сварных конструкциях применяются деформируемые сплавы, а недеформируемые литейные сплавы используются в отливках.

Метод порошковой металлургии позволяет получить теплопрочные алюминиевые материалы: САП ( спеченная алюминиевая пудра), обладающая σ_т ≤ 330 МПа при 20°С и 70…80 МПа при 500°С. При соответствующей дегазации САП сваривается удовлетворительно.

Конструкции из титана имеют малую массу (4500 кг/м³), высокую стойкость против коррозии, хорошие механические свойства и красивый внешний вид.

Магниевые сплавы обладают малой плотностью и невысокими прочностными характеристиками, но Al-Мg сплав обладает высокой стойкостью против коррозии.

Медные сплавы обладают высокой плотностью, электропроводностью и свариваются различными способами. Хорошо паяются оловянистые бронзы и латуни.

Сплавы на основе бериллия имеют ряд ценных свойств. Они обладают высокой прочностью, пластичностью, высоким модулем упругости, но используются крайне редко ввиду высокой стоимости и сложностью их обработки. Кроме того, они очень токсичны.

Никель и никелевые сплавы используются в трех группах:

1) коррозионно-стойкие;

2) жаропрочные;

3) жаростойкие.

К конструкционным тугоплавким металлам (t_nл > 1875°С) относятся ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам и рений. Они энергично взаимодействуют с большинством газов, образуя оксиды и химические соединения, что уменьшает их пластичность.

5. Пластмассы

Термопластичные полимеры (термопласты) – высокомолекулярные материалы, которые при нагреве переходят в вязкотекучее состояние, а при охлаждении возвращаются в исходное. Эти материалы хорошо свариваются. Это полистирол, полиэтилен, винипласт и т.д. Механические свойства полимеров разнообразны, нередко достаточно высоки, но склонны к старению.

В состав полимеров вводят пластификаторы, красители, отвердители и др. Плотность полимеров мала (1 – 2 гр/см³); коэффициент теплового расширения во много раз больше, чем у сталей, химическая и электрическая стойкости высоки. Механические свойства повышаются при введении стекловолокна.

Термореактивные пластмассы имеют более высокую рабочую температуру, но вязкотекучее состояние не обращаются, а хрупко разрушаются. Термопласты хорошо свариваются при нагреве, в отличие от термореактивных пластмасс.