тельно легировать упрочняющими элементами. Прослойки II группы (сплавы на основе Fe—Сг и Ni—Сг) рекомендуют использовать для получения слойных материалов, работающих
при сравнительно низких температурах |
и малых временах вы |
|
держки, т. е. при |
малых скоростях |
образования карбидов |
в зоне соединения. |
Использование прослоек III группы нецеле |
|
сообразно, так как они не обладают необходимыми барьер ными свойствами.
15.2.2. Параметры режима
Основными регулируемыми параметрами сварки прокаткой яв ляются [2]: Т — температура заготовок перед сваркой, °С; D— диаметр валков, мм; п — число оборотов валков, мин-'; ДА или е — величина обжатия, %. Производными этих параметров
являются: I — длина |
дуги захвата, |
мм; |
v — скорость |
прокатки, |
мм/с; е — скорость деформации в очаге |
деформации, |
с-1; Го- |
||
температура в очаге |
деформации, |
°С; причем: |
|
|
v =- nnD, |
|
|
|
(15.1) |
/ = VV2DДА , |
|
|
|
(15.2) |
ё = (о//) In (Ао/Ак), |
|
|
|
(15.3) |
где Но и Нк — исходная и конечная толщины прокатываемого
элемента. Одинаковая скорость е в очаге деформации обеспе чивается при разных сочетаниях технологических параметров: D,. п, г. Эти же параметры определяют длительность взаимо действия
t„ = l/v, |
(15.4) |
которая должна не превосходить длительности деформации /д- Поэтому необходимым условием образования качественного соединения является:
/д ^ |
^ ta |
(15.5) |
где /с — длительность полного схватывания поверхностей. При этом значение деформации при сварке должно задаваться ис ходя из условия:
®тах ^ ^ ®т1п> |
(15.6) |
где вшах— максимально допустимое значение |
деформации; |
emin — минимальное значение деформации. |
|
Для |
|
определения |
оптималь |
C/nin>°/° |
||||||||
ных параметров |
режима |
можно |
|
|||||||||
использовать |
зависимости, |
пред |
|
|||||||||
ставленные |
на |
|
рис. |
15.5—15.7 |
|
|||||||
{2], в |
следующей |
последователь |
|
|||||||||
ности: 1) по рис. 15.5 в зависи |
|
|||||||||||
мости от условий сварки нахо |
|
|||||||||||
дят |
значения |
emm |
(здесь 5 — |
|
||||||||
площадь активного центра, опре |
|
|||||||||||
деляемая |
процессом |
обрезания |
|
|||||||||
полей напряжений вокруг дисло |
|
|||||||||||
каций, см2, значения которой при |
|
|||||||||||
сварке |
|
могут |
|
изменяться |
от |
Рис. 15.5. Зависимость em|n (lg S) |
||||||
1- 10—13 до 1 -10“11 см2; 2) |
|
для |
||||||||||
|
|
|||||||||||
найденного значения emin по рис. |
|
|||||||||||
15.7 |
или |
по |
выражению |
|
(15.4) |
|
||||||
при конкретных |
значениях |
|
D и |
|
||||||||
п определяют /в; |
3) |
для |
этого |
|
||||||||
значения /в по рис. 15.6 нахо |
|
|||||||||||
дят температуру Т, при которой |
|
|||||||||||
еШах |
несколько |
превышает |
|
emm; |
|
|||||||
4) в случае, если полученное зна |
|
|||||||||||
чение Т по каким-либо сообра |
|
|||||||||||
жениям не может быть принято, |
|
|||||||||||
необходимо увеличить |
tB за |
счет |
|
|||||||||
уменьшения |
п |
(если |
D = const); |
|
||||||||
5) если Emin — большая величина |
|
|||||||||||
(например, при сварке на воз |
5 — 860; 5 — 960; 7 — 1050 |
|||||||||||
духе) |
и даже при очень высоких |
|||||||||||
температурах сварки и разумных |
|
|||||||||||
значениях D и п не выполняется |
|
|||||||||||
условие emax>emin, |
то |
необходи |
|
|||||||||
мо увеличить |
значение |
s, |
т. е. ~0А - |
|||||||||
сварку осуществлять не на воз |
|
|||||||||||
духе, а в нейтральной среде или |
|
|||||||||||
в вакууме. |
|
|
|
|
|
|
|
^ |
|
|||
15.2.3. Окончательные |
операции |
|
||||||||||
После |
/сварки |
|
осуществляется |
|
||||||||
термическая обработка получен- 4 |
Рис> ,5-7- Зависимость lg(B(/i) при |
|||||||||||
ной заготовки, |
ОТЖИГ, |
нормали- |
||||||||||
зация |
ИЛИ ВЫСОКИЙ |
отпуск, |
об- |
*!!?Ч“ !!!)* Степень деформации50®, |
||||||||
резка |
боковых |
и |
торцевых |
|
кро- |
/-я>: * -«: з-во; 4 -м |
||||||
мок, |
разделение |
листов |
|
(при |
|
|||||||
парном пакете или пакете с крышкой); правка, зачистка по верхности основного слоя (травление, дробеструйная обра ботка или зачистка металлическими щетками).
15.2А, Свойства соединений
Т А Б Л И Ц А /5.J
ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ БИМЕТАЛЛОВ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ [I ]
Соединяемые материалы
ВСт.Зсп+ 12Х18Н10Т
20К+12Х18Н10Т
09Г2+12Х18Н10Т
10ХСНД+12Х18Н10Т
20К+ЮХ17Н13М2Т
ВСт.Зсп+06ХН28МДТ
ВСт.Зсп+08Х13
20K+08XI3
16ГС+08Х13
ВСт.Зсп+08Х 17Т
ВСт.Зсп+ 15Х25Т
ВСт.Зсп+ Никель НП2
ВСт.Зсп+Монель НМЖМц
Л, |
°о .г |
а в. МПа |
б, и |
|
KCV. |
|
мм |
|
Дж/см* |
||||
МПа |
|
|
|
|||
20 |
250 |
380—490 |
26 |
150 |
70 |
|
330 |
480 |
33 |
280 |
95 |
||
|
||||||
20 |
250 |
410—520 |
23—26 |
150 |
60-70 |
|
320 |
480 |
31 |
260 |
85 |
||
|
||||||
20 |
310 |
450 |
21 |
150 |
— |
|
300 |
450 |
18 |
— |
|||
|
|
|||||
20 |
400 |
540 |
19 |
150 |
|
|
400 |
540 |
16 |
300 |
|
||
|
|
|||||
20 |
250 |
410—520 |
23—26 |
150 |
60-70 |
|
310 |
460 |
30 |
290 |
по |
||
|
||||||
20 |
250 |
380—490 |
26 |
150 |
|
|
370 |
470 |
38 |
290 |
|
||
|
|
|||||
20 |
250 |
380—490 |
26 |
150 |
|
|
320 |
450 |
29 |
240 |
|
||
|
|
|||||
20 |
250 |
410—520 |
23—26 |
150 |
60—70 |
|
310 |
460 |
31 |
250 |
105 |
||
|
||||||
5—9 |
330 |
500 |
21 |
150 |
60 |
|
330 |
490 |
29 |
240 |
95 |
||
|
||||||
20 |
250 |
380—490 |
26 |
150 |
70 |
|
308 |
447 |
29,7 |
244 |
100 |
||
|
||||||
20 |
250 |
380—490 |
26 |
150 |
— |
|
|
|
|
|
|||
340 |
474 |
29,6 |
201 |
1оГ |
||
|
||||||
20 |
250 |
380—490 |
26 |
150 |
— |
|
330 |
500 |
275 |
200 |
190 |
||
|
||||||
20 |
250 |
380-490 |
26 |
150 |
— |
|
260 |
455 |
31,5 |
265 |
150 |
||
|
П р и м е ч а н и е . В числителе — по ГОСТу или ТУ, в знаменателе — фактические (средние) данные.
Т А Б Л И Ц А 15.4
ПРОЧНОСТЬ СЛОЕВ БИМЕТАЛЛА ПОСЛЕ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
|
УГЛЕРОДА |
ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ |
ОБРАБОТКЕ [1] |
|
|||
|
|
|
Обезугле |
Снижение |
Науглеро |
Толщина |
|
Режим термической |
работо |
||||||
роживание |
прочности |
живание |
способного |
||||
обработки |
|
основного |
основного |
плакирую |
плакирую |
||
|
|
|
слоя, % |
слоя, |
% |
щего слоя, |
щего слоя, |
|
|
|
|
|
|
% |
мм |
|
|
|
Сталь Ст.З |
08X13 |
|
|
|
Нормализация при 980 °С, |
5,6 |
2,3 |
|
26,7 |
1,1 |
||
1,75 |
0,7 |
|
20 |
1,6 |
|||
0,25 ч |
|
|
|
||||
Высокий |
отпуск |
при |
20,0 |
7,5 |
|
23,3 |
1,15 |
6,25 |
2,4 |
|
17,5 |
1,65 |
|||
760 °С, 2 ч |
|
|
|
||||
То же, при 630 °С, 2 ч |
8,0 |
3,0 |
|
20,0 |
1,2 |
||
2,5 |
1,0 |
|
15,0 |
1,7 |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
Сталь Ст.3 + 08Х18Н10Т |
|
|
||
Стабилизирующий |
отжиг |
18,0 |
6,9 |
|
45,4 |
0,87 |
|
при 875 °С, |
3 ч |
|
5,6 |
2.3 |
|
34,0 |
1,37 |
|
|
Сталь Ст.З + 10Х17Н13М2Т |
|
|
|||
Стабилизирующий |
отжиг |
7,4 |
2,9 |
|
48,6 |
0,77 |
|
при 950 °С, |
3 ч |
|
2.3 |
0,9 |
|
36,6 |
1,27 |
П р и м е ч а н и я : 1. Сварка при 1150 °С в течение 1 ч. 2. В числителе — для би металла толщиной 4 мм, в знаменателе — для биметалла толщиной 10 мм. 3. Допустимая толщина работоспособного слоя не менее 1,0 мм.
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 15.5 |
|
|
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА |
ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОСЛОЕК |
|
|||
|
НА ПРОЧНОСТНЫЕ |
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ |
СОЕДИНЕНИЯ |
||
|
Ст.З + 08X13 И Ст.З + |
08Х18Н10 ПОСЛЕ |
СТАНДАРТНОЙ |
|||
|
ТЕРМИЧЕСКОЙ |
ОБРАБОТКИ |
[1 ] |
|
||
|
|
|
Ст.З+ 08X13 |
Ст.З + 08Х18Н10 |
||
|
Прослойка |
|
|
КСУ. Дж/см* |
V м п . |
KCV, Дж/см» |
|
v |
|
м п » |
|||
Без прослойки |
219 |
23 |
195 |
159 |
||
Fe + |
3 % Si |
107 |
27 |
242 |
55 |
|
Fe + |
0,5 % V |
264 |
25 |
215 |
81 |
|
Fe + 0,5 % W |
148 |
35 |
247 |
67 |
||
|
|
CT.3 + 08X13 |
CT.3 + 08X18H10 |
||
|
Прослойка |
МПа |
K C V , Дж/см* |
TCP. МПа |
KCV, Дж/см1 |
|
V |
||||
Fe + |
25 % Сг (15Х25Т) |
60 |
2,5 |
261 |
5 |
Ni |
30 % Си |
113 |
50 |
15,7 |
300 |
Ni + |
144 |
6,0 |
140 |
41 |
|
Ni + |
50 % Си |
128 |
3,0 |
129 |
—, |
Си |
|
112 |
13,0* |
146 |
— |
Со |
20 % Сг |
168 |
91* |
128 |
— |
Ni + |
200 |
— |
197 |
— |
|
Ni + |
3 % Сг |
144 |
— |
171 |
—. |
Ni 4- 10 % W |
179 |
— |
238 |
—. |
|
Ni + |
1 % W |
129 |
— |
202 |
— . |
Ni + |
5 % Nb |
143 |
— |
228 |
— . |
Ni + |
2 % Nb |
201 |
— |
239 |
— |
Ni + |
3% V |
135 |
— |
218 |
— |
Ni + |
3 % Ti |
114 |
— |
278 |
—. |
Ni + |
0,08 % Zr |
227 |
— |
183 |
— |
• На образце без надреза.
Свойства соединений и слоев биметалла, в зависимости от ус ловий осуществления сварки и последующей термической обра ботки, представлены в табл. 15.3—15.5 [1].
15.3. Оборудование
Сварку прокаткой осуществляют на обычных прокатных станах, используе мых для получения однослойных заготовок аналогичных размеров.
Для нагрева пакетов перед сваркой используют нагревательные колодцы, методические, камерные газовые или мазутные печи обычной кон струкции.
15.4.Промышленное применение
Вхимической промышленности при изготовлении изделий, работающих в раз личных агрессивных средах; в машиностроении при изготовлении деталей,
подвергающихся в процессе эксплуатации сильному изнашиванию, например плужных лемехов, лап культиваторов, дисков лущильников, ножей экска ваторов и других деталей, в которых должны сочетаться поверхностная твер
дость и |
вязкость сердцевины. В электротехнической промышленности Для |
создания |
сверхпроводящих материалов, в приборостроении — для термоупру- |
гих материалов, предназначенных для измерений н регулирования темпера туры, защиты электрических цепей от перегрузки. Для получения многослой ных композиционных материалов, используемых для повышения жаропроч ности, мощности, быстроходности и производительности различных мащин и агрегатов.