Среднеуглеродистые стали, содержание углерода в которых колеблется от 0,25% до 0,6%, зачастую дополнительно легируются элементами как хром, никель, марганец, и кремний, в общем количестве не превышающем 3-5%. Свойства этих среднеуглеродистых сталей, особенно в плане свариваемости, заметно отличаются в зависимости от содержания углерода. В их состав могут входить такие элементы, как ванадий, титан и ниобий, улучшающие зернистость металла, при этом их общее содержание не превышает 0,1%. Кроме того, для достижения оптимальных характеристик такие стали обычно подвергаются термической обработке, включая закалку и отпуск, нормализацию и улучшение.
Самые популярные виды среднеуглеродистых сталей:
— 40Г – это конструкционный материал с повышенным уровнем марганца, что в сочетании с кремнием (0,37%) способствует эффективной раскислению и устойчивости при заливке. Закалка и отпуск используются для повышения прочности.
— 50Г выделяется балансом прочности и упругости. Основные методы термообработки включают закалку с отпуском, а также нормализацию.
— 40ХН выделяется своей прочностью, упругостью, хорошими обрабатываемыми качествами и глубокой прокаливаемостью.
— 50ХФ используется в производстве высоконагруженных пружин благодаря наличию хрома и ванадия, улучшающих эластичные свойства.
— Сорта 60, 60Г, 65, 65Г, 70, 70Г, 80, 85 активно применяются после обработок типа закалки с отпуском, нормализации с отпуском, и поверхностного упрочнения, находя применение в изготовлении компонентов, работающих под трением, статическим давлением и вибрациями.
— Инструментальные стали У7, У8, У9, У10 отличаются низкой прокаливаемостью и используются в специфических областях.
При сварке сталей среднего содержания углерода сталкиваются с определенными сложностями из-за высокого уровня C. Кроме того, это влечет за собой:
— Возможность появления трещин при кристаллизации;
— Формирование хрупких структур и трещинообразование;
— Проблемы с достижением равной прочности шва и базового металла.
Чтобы предотвратить эти проблемы и обеспечить качественное соединение, необходимо:
— Уменьшить содержание углерода в металле шва, применяя для этой цели электроды и сварочную проволоку с низким содержанием C.
— Предварительный нагрев и поддержка температуры шва в процессе сварки до уровня +250…+300°C для предотвращения формирования хрупких структур. Кроме того, более высокое содержание C требует более высокой температуры нагрева.
— Изменение состава металла в шовной зоне за счет уменьшения доли базового металла и увеличения доли металла электрода, используя сварочную проволоку с малым сечением и низким сварочным током. Сварка на постоянном токе с прямой полярностью показывает отличные результаты.
— Применение слоистой или каскадной сварки для элементов с большой толщиной и замедление процесса охлаждения шва, что исключает возникновение хрупких структур.
— При сварочных работах с использованием термически упрочненных видов стали рекомендуется методика выполнения сварки длительными швами поверх уже остывших соединений. Кроме того, этот подход направлен на достижение идентичной прочности как в зоне сварного шва, так и в сопредельных областях основного металла.
Использование метода сварки под флюсом при работе со сталями среднего содержания углерода сталкивается с ограничениями, связанными с сокращением его ключевого преимущества – высокой производственной эффективности. Кроме того, чтобы сбалансировать прочностные и пластичные свойства сварного соединения и основной стали, после сварочных работ применяется термообработка, в основном закалка, за которой следует отпуск.
С ассортиментом фасонного проката вы можете ознакомиться на нашем сайте МТК Сплав здесь.