ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Резка легированной стали из "Газоэлектрическая резка металлов " В современной технике к конструкционным металлам предъявляются все более высокие требоваиия. Широкое применение получают нержавеющие, кислотоупорные, жаропрочные и другие легированные стали и сплавы, способные устойчиво работать в сложных и трудных услов иях. Наибольший интерес представляют хромистые и хромоникелевые стали, ставшие необходимым материалом при изготовлении разнообразной химической и энергетической аппаратуры, оборудования пищевой промышленности и оборудования для других областей техники. [c.136] Большинство средне- и высоколегированных сталей поддаются резке различными электрически.ми и кислороднофлюсовым способами. Лишь кислородные способы резки непригодны для их обработки, так как в результате взаимодействия металла с кислородом на лобовой поверхности реза образуется тугоплавкая пл ка окислов хрома, затрудняющая диффузию кислорода и препятствующая непрерывному течению процесса. [c.136] Оценку производительности других методов разделительной резки НУЖНО делать с учетом толш ты разрезаемой сталу Сталь небольшой толщины наиболее производительно резать проникающей дугой (тзб 1) Неск лько 1 ин орость резки плазменной струей. С ростом толщины разрезаемого металла скорости резки проникающей дугой и струей плазмы снижаются и к ним приближается кривая скорости кислородно-флюсовой резки. Прп дальнейшем увеличении толщины стали кислородно-флюсовая резка (табл. 32) превосходит по скорости сначала плазменную, а затем и резку проникающей дугой. [c.137] Важное значение для технико-экономической оценки метода резки имеет качество получаемых кромок раза, обусловливающее степень необходимости и трудоемкость их последующей обработки. [c.138] Качество реза определяется, с одной стороны, свойствами металла на его поверхности, с другой — внешним видом кромок реза и соответствием вырезанного контура заданным размерам — точностью резки. [c.138] Наиболее важным з ни.х является. интенсивное тепловое воздействие дуги, в результате которого на кромках реза образуется пленка оплавленного металла, а в массе детали возникает быстро перемещающееся вместе с дугой температурное поле. Температурный градиент этого поля наиболее высок в плоскости дуги (перпендикулярно резу). Здесь на сравнительно малом расстоянии, определяемом в основном свойствами металла и скоростью резки, температура падает от точки плавления (на кромках) до температуры окружающей среды. Позади этой плоскости температурное поле расширяется и выравнивается, что завершается равномерным нагревом всей детали до некоторой температуры, постепенно снижающейся до исходного состояния. В результате нагрева и последующего охлаждеьия наряду с оплавлением металла происходит изменение его структуры. Неравномерность нагрева может вызвать появление местных напряжений, в отдельных случаях (при обра-зован и хрупких структур) сопровождающихся возникновением трещин. Тепловое воздействие сопровождается также, как это было указано выше, термодиффузионными процессами в металле, обусловливающими образование внутренней химической неоднородности. [c.139] Образующаяся зона термического влияния при резке нержавеющих сталей ио протяженности может быть больше, чем при кислородной резке углеродистых сталей. К оплавленной пленке на поверхности реза примыкает участок со структурой перегрева, постепенно переходящий к основному металлу. В зоне термического влияния ири отсутствии в стали стабилизирующих элементов возможно выпадение карбидов хрома, снижающее стойкость металла против межкристаллитной коррозии. [c.139] Наряду с тепловым воздействием на кромках металла могут происходить химические реакции, связанные с применением активных газов (кислорода, воздуха) и внесением посторонних веществ (флюса, проволоки), а также углеродистых сред (электродов, пламени). [c.139] В результате взаимодействия металла на кромках реза с кислородом и воздухом может происходить выборочное окисление элементов. Содержание таких элементов, как хром, титан, марганец и кремний, в металле у поверхности реза понижается. В то же время у хромоникелевых сталей верхняя кромка реза обогащается никелем. [c.139] Для уменьшения степени выгорания легирующих элементов в поверхностном слое, устранения возможности образования трещин и выпадения карбидов хрома в металле, примыкающем к кромкам реза, различные методы резки целесообразно производить с наибольшими возможными скоростями. [c.140] Наконец, во время резки может происходить растворение газов в жидком металле, вследствие чего при охлаждени-и металла на кромках реза в нем могут образовываться газовые пузыри и поры. [c.140] Свойства кромок нержавеющей стали, полученных после резки различными методами, так же, как и свойства сва рных швов, выполненных по этим кромкам, качественно близки и очень незначительно отличаются друг от друга. [c.140] При кислородно-флюсовой резке максимальная глубина слоя с измененным химическим составом не превышает 0,3 мм. Глубина зоны термического влияния [49] в сталях с аустенитной структурой достигает 1— 1,1 мм, в сталях с мартенситной структурой— 1,1— 1,2 мм. В обоих случаях у поверхности реза на глубине 0,1—0,7 мм образуется участок литого металла с дендритным строением. После резки слой металла, обедненного легирующими эле.ментами, целесообразно удалить шлифованием на глубину 0,5 мм. В то же время результаты испытания образцов сварных соединений, выполненных по кромкам, полученным после резки без последующей механической обработки, свидетельствуют о возможности использования кислородно-флюсовой резки без последующей обработки для подготовки кромок нержавеющей стали под сварку. [c.140] При воздушно-дуговой резке зона термического влияния имеет протяженность до 1 мм. Толщина литого слоя 0,08—0,7 мм. Эта литая полоса имеет аустенитно-ферритную структуру, причем твердость металла в лигой кромке на глубине примерно 0,01—0,03 мм повышена по сравнению с твердостью основного металла. На некоторых образцах после воздушно-дуговой резки были обнаружены отдельные оч аги коррозии, что явилось, очевидно, следствием местного науглероживания, возникшего в отдельных точках поверхности реза в результате случайного соприкосновения конца электрода с металлом. Обогащение кро.мок реза углеродом при обработке хромистых и хромоннкелевых сталей особенно опасно. Наряду с понижением коррозионной стойкости, связанной с выпадением карбидов хрома, и затруднением механической обработки в результате повышения твердости при заметном (науглероживании возможно появление трещин в поверхностном слое. Меры, предупреждающие науглероживание, заключаются в недопущении зажигания дуги без подачи воздуха и касания электродом поверхностей реза, в использовании наиболее стойких электродов с высоким содержанием графита и работе при оптимальных значениях тока и скорости резки. [c.141] При благоприятных условиях резки повышение содержания углерода в металле на кромках не превышает 0,01—0,03%, а глубина зоны науглероживания составляет около 0,1 мм. Твердость при этом несколько повышается. Так, твердость стали Х23Н18 составляет НВ 180—190, а науглероженного слоя НВ 310—320. [c.141] Из 1зложенного следует, что после разделительной воздушио-дуговой резки целесообразна очистка кромок реза от поврежденного металла и грата. Ее выполняют, удаляя поверхностный слой при помощи зубила или шлифовального круга на глубину 0,2—1,0 мм. [c.141] Легированную сталь небольшой толщины целесообразно резать струей дуговой плазмы. Область рационального применения плазменной резки распространяется на сталь толщиной от 1 до 10 м.ч (при резке вручную). При механизации процесса плазменная резка металла толщиной 3—4 мм менее рациональна, чем резка проникающей дугой. Резка проникающей дугой целесообразна для металла толщиной от 3 до 30—80 мм. Для легированной стали толщиной 5—25 мм может быть применена разделительная воздушно-дуговая резка (в грубых заготовительных операциях). [c.141] Вернуться к основной статье