| Химический состав в % стали 40ХГНМ | ||
| C | 0,37 — 0,43 |  |
| Si | 0,17 — 0,37 | |
| Mn | 0,5 — 0,8 | |
| Ni | 0,7 — 1,1 | |
| S | до 0,035 | |
| P | до 0,035 | |
| Cr | 0,6 — 0,9 | |
| Mo | 0,15 — 0,25 | |
| Fe | ~96 | |
| Зарубежные аналоги марки стали 40ХГНМ | ||
| США | 8640, 9840, G86400, G98400 | |
| Германия | 1.6546, 40NiCrMo22 | |
| Япония | SNCM240 | |
| Свойства и полезная информация: |
| Термообработка: Закалка 840oC, масло, Отпуск 560 — 620oC, воздух, |
| Механические свойства стали 40ХГНМ при Т=20oС | |||||||
| Прокат | Размер | Напр. | σв(МПа) | sT (МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| Пруток | Ж 25 | 980 | 835 | 12 | 880 | ||
Общие рекомендации по технологии электрошлаковой сварки стали 40ХГНМ (и подобных): при проектировании сварных конструкций следует выбирать стали, обладающие повышенной стойкостью против горячих и холодных трещин, перегрева и структурной наследственности. Наиболее сложно предупреждать появление горячих трещин в зоне термического влияния. С этой точки зрения предпочтение следует отдавать хромистым безникелевым сталям с пониженным содержанием углерода.
Выбор присадочных материалов для сварки среднелегированных сталей зависит от предъявляемых к металлу шва требований. Если необходимо получить равнопрочное сварное соединение, применяют среднелегированные стандартные электродные проволоки Св-08ХН2М, Св-08ХЗГ2СМ, Св-13Х2МФТ, Св-10Х5М или проволоки и пластины аналогичного с основным металлом состава. Последнее особенно оправдано при сварке высокопрочных сталей с σв>900 МН/мг (90 кгс/мм2). В тех случаях, когда требования к прочности шва менее жесткие (зачастую на ~10% ниже, чем для основного металла), можно применять низколегированные проволоки Св-10Г2, Св-12Г2Х, Св-08ГСМТ, Св-08ХМА, Св-08ХГ2СМ и выполнять швы с большим проваром кромок. Повышение доли основного металла в металле шва до 60% сообщает последнему легирование, достаточное для получения требуемых прочностных свойств. В зависимости от предъявляемых требований выбирают и материал пластин для плавящегося мундштука — он может быть изготовлен либо из простых углеродистых сталей (СтЗ) либо из свариваемой стали.
При необходимости обеспечить достаточную теплоустойчивость сварных соединений применяют электродные проволоки с повышенным содержанием хрома и молибдена. Количество же никеля, напротив, следует ограничивать, так как он часто снижает длительную прочность материала при работе в условиях высоких температур и давлений. При этом следует применять электродные проволоки Св-08ХЗГ2СМ, Св-10Х5М, Св-13Х2МФТ. Для выполнения швов, которые должны обладать, например, высокой коррозионной стойкостью в водородосодержащих средах при высоких давлениях, необходимо использовать хромистые электродные проволоки, легирующие шов не менее, чем 2% Сr.
В случаях, когда требуется обеспечить химическую и структурную однородность сварных соединений, например в энергомашиностроении, применяют плавящиеся мундштуки и электродные проволоки того же состава, что и свариваемая сталь.
В табл. 9.27 приведен химический состав швов и соответствующие значения прочности и ударной вязкости после термообработки. Таблицу можно использовать при выборе стандартной проволоки или разработке новой в зависимости от состава свариваемого металла. В табл. 9.28 дана рекомендуемая система легирования металла шва, обеспечивающая низкий порог хладноломкости в конструкциях, которые нельзя или нежелательно подвергать нормализации (закалке) после сварки. Для сварки хромомолибденовых сталей с временным сопротивлением σв = 550-750 МН/м2 (55-75 кгс/мм2) можно применять электродные проволоки Св-08ХЗГ2СМ, Св-10Х5М, Св-10ХГСН2МТ, Св-04Х2МА, Св-08ХН2М.
Электрошлаковую сварку среднелегированных сталей выполняют под флюсами АН-8, ФЦ-6, 48-ОФ-6 и АНФ-6. Двум последним флюсам следует отдавать предпочтение в тех случаях, когда необходимо получить состав металла шва, идентичный с основным металлом, или повысить стойкость шва против хрупких разрушений и кристаллизационных трещин. Их применяют при сварке среднелегированных сталей с высоким уровнем прочности (до — 1800 МН/м2) и ударной вязкости и при изготовлении сварных конструкций повышенной жесткости. Эти флюсы весьма жидко-текучи, поэтому наибольшее распространение они находят при сварке плавящимся мундштуком или пластинчатым электродом, когда применяют неподвижные формирующие устройства. Типичные режимы электрошлаковой сварки среднелегированных сталей даны в табл. 9.29.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | — относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | — предел упругости, МПа | Jк | — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | — предел текучести условный, МПа | σизг | — предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | — относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | — предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | — относительный сдвиг, % | n | — количество циклов нагружения | |
| sв | — предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | — удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | — относительное сужение, % | E | — модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | — температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | — коэффициент теплопроводности (теплоХотСтилость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | — твердость по Бринеллю | C | — удельная теплоХотСтилость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | — твердость по Виккерсу | pn и r | — плотность кг/м3 | |
| HRCэ | — твердость по Роквеллу, шкала С | а | — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ), 1/°С | |
| HRB | — твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | — предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | — твердость по Шору | G | — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
|
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ |
