Лабораторная работа №7




Скачати 71.42 Kb.
НазваЛабораторная работа №7
Дата конвертації06.11.2013
Розмір71.42 Kb.
ТипЛабораторная работа
mir.zavantag.com > Бухгалтерия > Лабораторная работа
Лабораторная работа № 7

Определение склонности свариваемого материала к закалке

В зоне термического влияния.

  1. Цель работы

  1. Изучить строение и свойства сварного соединения, полученного при электродуговой сварке.

  2. Научиться определять связь между маркой стали и склонностью к закалке металла зоны термического влияния (околошовной зоны).

  1. Основные теоретические положения

и методические указания

Сварка является одним из важнейших технологических процессов. Наибольшее распространение в судостроении и судоремонте получила электродуговая сварка.

Для того чтоб технически грамотно подходить к решению вопроса по сварочным работам, необходимо усвоить физические основы сварки, тщательно изучить строение и свойства сварных соединений, представлять причины возникновения в них дефектов.

Особое внимание следует обратить на склонность стали к закалке в околошовной зоне (ЗТВ), поскольку она является одной из основных причин появления трещин и ухудшения механических свойств сварных соединений при сварке сталей с повышенным содержанием углерода и (или) легирующих элементов.

Под влиянием сварки (нагрев в диапазоне 727…10000С и быстрое охлаждение при отводе тепла в деталь) основной металл в ЗТВ претерпевает значительные фазовые и структурные изменения. Сущность этих изменений выясняется при сопоставлении кривой максимальных температур нагрева точек околошовной зоны с диаграммой структурных превращений основного металла и его микроструктуры (рис.6.1.).

^ Сварной шов получается в результате перевода присадочного металла электрода и частично основного металлов в жидкое состояние, образования жидкой ванночки и последующей ее кристаллизации (затвердевания) при охлаждении, в процессе которой происходит соединение сварного шва с основным (свариваемым материалом) в зоне собственно сварки. При сварке плавлением, независимо от способа сварки, структура наплавленного металла имеет дендритную структуру – зерна столбчатой формы, направленные перпендикулярно к зоне собственно сварки.

Зерна, образующиеся в этой узкой зоне — зоне собственно сварки - в равной мере принадлежащие основному и наплавленному металлу. Именно они обес­печивают характерную для сварных соединений межатомную связь между сва­риваемыми элементами конструкции.

За зоной собственно сварки располагается основной металла, который на­гревается до высоких температур без изменения первоначального химического состава - т.е. происходит его термообработка и сильное изменение структуры. Эта зона получила название зоны термического влияния (ЗТВ).



Рис. 6.1. Схема строения зон и участков ЗТВ сварного соединения при электроду­говой сварке низкоуглеродистой корпусной стали: 1 - участок перегрева, 2 - уча­сток полной перекристаллизации (нормализации), 3 - участок неполной перекри­сталлизации, 4 - участок рекристаллизации

Участок 1 зоны термического влияния нагревается при сварке до темпера­туры, близкой к температуре плавления. Его называют участком перегрева. Он имеет крупнозернистую ферритно-игольчатую (Видманштеттову) структуру, обладает наибольшей хрупкостью и поэтому является самым слабым местом сварного соединения.

На 2-ом участке ЗТВ температура металла не превышает 1100°С. Здесь наблюдается полная нормализация стали, в результате которой структура оказывается мелкозернистой. Металл на этом участке имеет повышенные механиче­ские свойства по сравнению с основным металлом.

На 3-ем участке ЗТВ, температура которого лежит между критическими точками A1 и Аз, происходит неполная перекристаллизация стали - наряду с крупными зернами феррита, которые не подверглись перекристаллизации, об­разуются новые, мелкие зерна феррита и перлита.

4-й участок ЗТВ присутствует только в сталях, которые подвергались хо­лодной пластической деформации - на нем материал несколько разупрочняется из-за рекристаллизации. В сварных соединениях корпуса судна, изготавливае­мого из горячекатаных листов стали, этом участок отсутствует.

Таким образом, при электродуговой сварке стали в ЗТВ, расположенной за зоной сплавления, структура основного металла сильно изменяется. Размеры ЗТВ зависят от способа, технологии сварки и могут колебаться в пределах 2...25 мм.

Структурные изменения основного металла в ЗТВ мало отражаются на ме­ханических свойства малоуглеродистой стали при сварке ее любыми способа­ми. Однако при сварке средне- и низколегированных сталей в ЗТВ может про­исходить образование закалочных структур, которые резко снижают пластиче­ские свойства сварных соединений и часто являются причиной образования трещин.

Качественной характеристикой склонности стали к образованию закалоч­ных структур и трещин является эквивалентное содержание углерода Сэкв, рас­считываемое при известном химсоставе по формуле:



В зависимости от величины Сэкв стали разделяют на следующие 3 группы.

  1. Сэкв0,5…0,6% - незакаливающиеся или малозакаливающиеся стали типа 10ХСНД, 0,92Г2 и др.

  2. 0,7Сэкв 1,3% - закаливающиеся стали типа ЗОХГСА, 40Х, 20ХМФА и др. В зоне термического влияния таких сталей могут встречаться неравновесные структуры: сорбит, троостит, троостомартенсит и даже мартенсит – структура закалки.

  3. Сэкв1,3…1,5 – сильнозакаливающиеся стали типа 30Х12, 40Х13, 18Х2Н4ВА, 40ХНМ и др. У них в ЗТВ присутствует мартенсит.

На основании изложенного следует, что для получения качественного свар­ного соединения при сварке сталей с содержанием Сэкв 0,7% необходимо при­менять специальные меры, предотвращающие образование мартенсита и зака­лочных трещин.

Наиболее часто для этих целей используют предварительный подогрев ме­талла перед сваркой или в процессе сварки. При этом приближенно температу­ру подогрева t в °С можно определить по формуле: 

Где  – толщина места сварки, мм.

Обычно температура подогрева малолегированных сталей лежит в интерва­ле Ю0...200°С, а для высоколегированных может достигать 400...500°С. Кроме подогрева перед сваркой, для повышения качества сварного соединения, реко­мендуется тепловая изоляция свариваемой детали (покрытие асбестом, засыпка песком и т.п.). Это является особенно важным при сварке в судовых условиях.

  1. Оборудование, инструмент и материалы

необходимые для выполнения работы

  1. Твердомер ТК-2

  2. Образцы сварных соединений 3шт

  3. Масштабная линейка 0…300мм

  4. Травитель (10%й раствор CuSO4 в воде) – 200мл

  5. Наждачная бумага (2дм2)

  6. Плакат «Схема строения сварного соединения и распределения в нем твердости»

  1. Методика выполнения работы

  1. Оформить разделы 1 и 2 отчета о выполнении работы

  2. Обработать наждачной бумагой до металлического блеска и протравить поверхности образцов

  3. Перпендикулярно к оси сварного шва провести карандашом линию, наметить на ней точки через 1мм

  4. В намеченных точках замерить твердость на приборе ТК-2 по шкале А, результаты занести в таблицу наблюдений протокола

  5. Построить график зависимости твердости от расстояния до крайней характерной точки образца, определить по графику ось сварного шва

  6. Сделать заключение о склонности стали к закалке в зоне термического влияния для каждого из образцов

  7. Закончить оформление отчета и предоставить его преподавателю для защиты и окончательной оценки.

^ Измаильский Факультет Одесской Национальной

Морской Академии

Протокол лабораторной работы №____________________________________
(наименование лабораторной работы)

_______ группа.

_______ курс.

Работа выполнена __________________________________________ 20___ г.

Совместно с курсантом_______________________________________________

^ Отметки руководителя


Оценка при опросе

Отметка о выполнении

Дата












^ Цель работы:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________

^ Ответы на вопросы:


  1. Что такое сварка металлов? ______________________________________________________

______________________________________________________________________________

  1. Как образуется сварной шов? _____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Где и как образуется зона собственно сварки? _______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Характеристика зоны термического влияния ________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Характеристика участка первой зоны термического влияния ___________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Характеристика участка второй зоны сварного шва ___________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Характеристика участка третьей зоны сварного шва __________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Как рассчитать эквивалентное содержание в стали ___________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Требования к электродам ручной электрической сварки ______________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. От чего зависит склонность стали к закалке во время сварки? __________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

^ Результаты измерения твердости разных зон сварного шва

Зафиксируйте их в отчете

Построить график зависимости твердости от расстояния

до крайней характерной точки образца

Выводы

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Схожі:

Лабораторная работа №7 iconИнструкция по выполнению задания Запустите графический редактор InkscapePortable
Лабораторная работа № Работа в графическом векторном редакторе Inkscape (6 часов)
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа № (word-2) Тема
Вставка буквиц, символов, рисунков, надписей, формул и других объектов в документы ms word. Создание автоматического содержания....
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа № (excel-2) Тема
Тема: Работа с редактором Microsoft Excel. Использование функций в Microsoft Excel. Работа с мастером функций, вставка функций с...
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа №6

Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа №2
Цель работы: Освоить основные приемы работы с электронными таблицами: копирование, перемещение и удаление ячеек, работа с маркером...
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа № (excel-1) Тема
Тема: Работа с редактором Microsoft Excel. Ввод данных в программе ms excel. Типы данных и работа с ячейками таблицы. Создание и...
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа №8
Ознакомиться с основными видами неметаллических материалов и применения их в судоремонте
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа №1
Изучить сущность наиболее распространенных методов определения твердости материалов
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа №6
Получить представление об основных геометрических и кинематических элементах режима обработки резанием
Лабораторная работа №7 iconЛабораторная работа №5
Дана зависимость производительности труда (У) от возраста работника (Х). Определить тесноту связи между переменными
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2013
звернутися до адміністрації
mir.zavantag.com
Головна сторінка