|
| |
|
Слаботочка Книги давления, пароперегревателей и т. д. При эксплуатации конструкций в условиях еще более высоких температур необходимы специальные жаростойкие и коррозионностойкие стали. Широко используются в различных конструкциях нержавеющие стали и другие сплавы. Как правило, предел прочности таких сталей невысок - 500-600 МПа, предел текучести - 200-300 МПа. Стали обладают высокими пластическими свойствами (относительное удлинение от 20 до 30 %). Несмотря на свои высокие пластические свойства, стали и сварные соединения из этих сталей чувствительны к концентраторам напряжений в условиях переменных нагрузок. Из сталей этого типа изготовляют конструкции, требующие высоких механических свойств при высоких температурах, при работе в коррозионных средах. Таблица 1.6 Классы стали для строительных конструкций
Примечание. При отсутствии выраженной площадки текучести за предел текучести принимается напряжение, соответствующее остаточному относительному удлинению 0,2 % (ао.а)- При сварке значительного большинства сталей разных марок достигнута возможность получения соединений с хорошими механическими свойствами при работе в условиях низких и высоких температур, при статических, переменных и ударных нагрузках, в тонкостенных и толстостенных изделиях, в различных средах (в атмосфере, под водой, в космосе, при сочетаниях нагрузок и высоких температур и т. д.). Помимо свойств, определяющих свариваемость, существенным является возможность получения соединений, надежных в работе. Для разных сталей это условие выполняется не одинаково. Задачей проектанта является рациональный выбор материала, наиболее хорошо отвечающего конкретным требованиям эксплуатации и простоте выполнения технологического процесса сварки. Чем выше свойства стали, в частности прочность, тем в большинстве случаев должны быть выше требования, предъявляемые к качеству технологического процесса. § 2. Цветные сплавы, подяеры и композиционные материалы В промышленности наряду с применением стали получают распространение цветные сплавы: в авиации, судостроении, строительстве. Сплавы на основе алюминия и титана обладают значительно меньшей плотностью по сравнению со сталями, хорошо сохраняют свои свойства при работе в условиях низких температур. С другой стороны, цветные сплавы имеют в несколько раз меньший, чем сталь, модуль упругости, что понижает устойчивость элементов конструкций, увеличивает их деформируемость. По сравнению со сталями обыкновенного качества цветные сплавы обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжений. Это повышает требования к качеству обработки изделий и особенно к качеству сварочных работ. Механические свойства алюминиевых сплавов приведены в табл. 1.7. Таблица 1.7 Механические свойства алюминиевых сплавов Система Марка сплава Свариваемость Состояние Механические свойства Коррозионная стойкость
Al - Cu - Mg Al - Mg - Si Al - Mg - Zn Al - Mg - Zn Al-Mg-Zn- -Cu ВАД1 AB АДЗЗ B92 B95 Высокая Низкая Средняя Средняя Низкая Отожженное » Нагартовка Нагартовка 40 0/0 Закаленное и искусственно садтарен-ное То же » » 130 110 300 340 350 430 330 310 440 520 50 50 150 170 370 400 280 270 250- 320 440 23 30 20 20 18 15 14 13 14 Высокая Средне-высокая » Низкая Средняя » Средне-высокая Средняя Низкая Примечание. Для всех сплавов £ = 6,8 • 10* - 7,0 • 10* МПа; G = 2,6 -10* 2,7 • w МПа. Алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые и неде-формируемые. В сварных конструкциях применяется первый из названных видов, недеформируемые - литейные сплавы - используются главным образом в отливках. Алюминиевые сплавы не имеют площадки текучести, предел текучести определяется при остаточной деформации, равной 0,2 %. С понижением температуры о, оиЬ несколько повышаются, поэтому алюминиевые сплавы хорошо работают при низких температурах. С повышением температуры и о. резко снижаются. Существенным преимуществом алюминиевых сплавов перед сталями является их коррозионная стойкость. Сплав АМц и группа сплавов системы А1 - Mg относятся к деформируемым сплавам, не упрочняемым термической обработкой. Эти сплавы свариваются наиболее хорошо. Они применяются в мягком отожженном состоянии, а также в слабо и сильно нагартован-ном, т. е. подвергнутом пластической деформации с целью повышения предела текучести. При нагартовке показатели прочности существенно повышаются (особенно о) при некотором снижении относительного удлинения. Наиболее распространены алюминиевые сплавы, легированные магнием, особенно АМгб, который имеет предел прочности в нена-гартованном состоянии около 0,8 от предела прочности СтЗ, предел текучести « 0,5 а, относительное удлинение б = 18 -т- 20 %. Остальные алюминиевые сплавы (см. табл. 1.7) упрочняются термической обработкой. Сплавы, легированные медью, обладают повышенной прочностью, но плохо свариваются. Их применяют преимущественно в закаленном и искусственно состаренном состояниях. Сплав В92 дуговой сваркой сваривается значительно лучше, чем сплав Д16, но соединения чувствительны к коррозии под напряжением. Сварные соединения сплава Д16 по прочности ниже, чем основной металл, но удовлетворительно работают при повышенных и низких температурах. Методом порошковой металлургии получают теплопрочные материалы САП (спеченная алюминиевая пудра). САП обладают прочностью до 330 МПа при комнатной температуре и 70-80 МПа при Т = 500 °С. При соответствующей дегазации материалы САП свариваются удовлетворительно. В сварных конструкциях начали применять титановые сплавы. Они пока еще дороги, но обладают многими ценными свойствами. Титановые сплавы, как и алюминиевые, имеют малую плотность (около 4500 кг/м) и высокие механические показатели. Пределы прочности и текучести основного металла могут иметь значения до 1000 МПа и выше, причем отношение От/в = 0,85 - 0,95. У технического титана ВТ1-0 это отношение приближается к 0,75. Близость значений о,, и является причиной повышенной чувствительности к концентраторам напряжения, что отрицательно сказывается на работе конструкций из титановых сплавов. Пределы прочности сварных соединений составляют от 0,8 до 1 прочности основного металла. Конструкции, изготовленные из титана, при относительно малой массе обладают высокой стойкостью против коррозии, хорошими 0 1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||