Коэффициент линейного расширения для сварных

Большая теплопроводность меди обусловливает большую зону термического влияния, что в сочетании с высоким термическим коэффициентом линейного расширения меди, который в 1,5 раза больше коэффициента линейного расширения для стали, приводит к получению сравнительно больших тепловых деформаций и при последующем охлаждении сварных швов — к созданию значительных остаточных напряжений. Наличие последних, а также снижение пластических свойств меди при высоких температурах может привести к разрушению сварных соединений в процессе их охлаждения. [c.43]

Характерной особенностью разнородных сварных соединений является наличие остаточных напряжений, вызванных разностью коэффициентов линейного расширения аустенитных и перлитных сталей. В зависимости от марок сталей эта разность может составлять более 30%. Наиболее эффективным методом снятия остаточных напряжений в конструкциях из сталей одного легирования является отпуск. Если разнородные сварные соединения работают при высоких температурах, то отпуск необходим для сохранения размеров этих соединений. Поэтому перед окончательной механической обработкой изделие следует нагреть до температуры, превышающей рабочую на 100—200° С. [c.155]

На основании вышесказанного можно считать, что при температуре эксплуатации изделия ниже 350—400° для соединений аустенитной или хромистой стали с углеродистой и ниже 400—450° для соединений аустенитной или хромистой стали с низколегированной хромомолибденовой или хромомолибденованадиевой сталью — условия работы этих соединений близки к условиям работы соединений однородных сталей (при отсутствии развитых переходных прослоек диффузионного характера в зоне сплавления). Разрушения подобных сварных соединений при испытаниях происходят обычнО по основному металлу вдали от зоны сплавления и носят пластичный характер. Выбор сварочных материалов определяется в данном случае лишь требованием получения металла шва, свободного от трещин. При расчете прочности подобных соединений необходимо исходить из свойств наименее прочной составляющей, как правило, перлитной стали. Термические напряжения, вызванные разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых сталей, в этом расчете обычно не учитываются. [c.51]

Сварные соединения разнородных сталей при температуре эксплуатации выше 400—450° работают в заметно более тяжелых условиях. При этих температурах возможно развитие в зоне сплавления переходных структур диффузионного характера, приводящее к снижению работоспособности конструкции. При высокой температуре и большом числе циклов ее изменения необходимо учитывать термические напряжения, обусловленные разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых материалов. Поэтому выбор сталей, сварочных материалов, типа конструкции и оценка ее работоспособности при температуре эксплуатации выше 400—450° представляет сложную задачу и требует учета ряда факторов, главные из которых приведены в данном параграфе. Основные положения расчета приведены в п. 3 главы И1. Типовые конструктивные решения для различных узлов из разнородных сталей даны в главах VI, УП и IX. [c.51]

Максимально допустимая температура эксплуатации рассматриваемых сварных соединений устанавливается в большинстве случаев по предельной температуре для менее прочной стали. Для конструкций с толщиной свариваемых элементов свыше 20 мм при большой разнице в уровне легирования стали и опасности вследствие этого развития в зоне сплавления диффузионных прослоек, а также поля дополнительных остаточных напряжений за счет разности коэффициентов линейного расширения, предельная рабочая температура дополнительно снижается. При невозможности такого снижения должны предусматриваться дополнительные технологические мероприятия, указанные в табл. 29 и 30. [c.259]

Железоникелевые сплавы удовлетворительно штампуются, куются, прокатываются, обрабатываются резанием. Для дополнительного снижения температурного коэффициента линейного расширения проводят термическую обработку инваров, состоящую из закалки от 840 °С в воде, отпуска при 315 °С и старения в течение 50-100 ч при 100 °С. Железоникелевые сплавы удовлетворительно свариваются. Обычно применяется дуговая сварка в среде аргона. В качестве присадочного материала используют проволоку близкого состава. Сварные соединения не требуют термической обработки, их прочность близка к прочности основного металла. [c.619]

Мерой борьбы с появлением внутренних напряжений является термическая обработка нормализация для углеродистой стали и закалка с высоким отпуском для специальной стали. После правильно проведенной термической обработки сварной шоз и зоны влияния приобретают мелкозернистое строение, а внутренние напряжения становятся минимальными. При электродуговой сварке зона термического влияния в каждую сторону от шва достигает 12 мм, а при газовой сварке — 30 мм. Благодаря указанному преимуществу электродуговая сварка широко применяется в промышленности. Сварка цветных металлов и сплавов не вызывает затруднений, однако необходимо учитывать легкую окисляемость металла, значительный коэффициент линейного расширения и тугоплавкость образующихся окислов. [c.295]

Водород, соединяясь с кислородом закиси меди, образует водяной пар, который является причиной появления трещин (водородная болезнь) и пор в металле шва. Стойкость металла шва против пор при сварке меди ниже, чем стали. Самые хорошие результаты получаются при использовании односторонних стыковых швов со сквозным проплавлением кромок. Примеси свинца, мышьяка, висмута и сурьмы затрудняют сварку меди. Наилучшую свариваемость имеет электролитическая медь, содержащая не более 0,4% примесей. Высокая теплопроводность меди требует применения концентрированных источников нагрева, в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогревов, а высокий коэффициент линейного расширения — принятия дополнительных мер против коробления конструкции. Сварные соединения собираются без зазора ввиду большой жидкотекучести меди, общий угол разделки кромок 60—70°. Для изделий толщиной 1—3 мм используют сварные соединения с отбортовкой, заваривая их без присадочного металла. При толщине 4—10 мм применяется 1 -образ-ная разделка с притуплением 1,5—3 мм, при больших толщинах — Х-образная. Изделия толщиной более 6 мм сваривают с предварительным подогревом. Для получения металла шва и околошовной зоны с мелкозернистым строением сварные соединения подвергают проковке в холодном состоянии (толщина до 6 мм) и при температуре 200—30б°С (толщина свыше 6 мм), а пластичность и [c.142]

Большие значения коэффициента линейного расширения при нагреве и коэффициента объемной усадки при остывании расплавленного металла вызывают повышенные внутренние напряжения при сварке, которые могут привести к большим деформациям сварной конструкции или к трещинам при сварке в жестких замкнутых контурах. Следует отметить, что высокая пластичность и малая прочность чистого алюминия уменьшают опасность образования трещин и позволяют эффективно применять сварку в жестких кондукторах, устраняющих коробление конструкций. Для высокопрочных, термически упрочняемых сплавов трещины при 82 [c.82]

Отмеченные трудности обусловили особенности сварки разнородных сталей, заключающиеся в том, что для получения качественных и надежно работающих в специфических условиях сварных соединений необходимо применять технологию сварки, которая предотвращает образование трещин в металле шва, исключает изменение в зоне сплавления химического состава и структуры сплавляемых металлов, приводящее к образованию указанной выше структурной неоднородности, и обеспечивает получение сварных соединений с возможно более близкими коэффициентами линейного расширения сплавляемых металлов. [c.625]

Алюминиевые сплавы характеризуются высокой теплопроводностью, вследствие чего для их сварки требуется большее количество энергии, чем для сталей. Благодаря высокому значению коэффициента линейного расширения и низкому значению модуля упругости алюминиевые сплавы при сварке характеризуются значительными остаточными деформациями, превосходящими деформации сварных конструкций из сталей. [c.433]

Сварка средне- и высоколегированных сталей затруднена по следующим причинам в процессе сварки происходит частичное выгорание легирующих примесей и углерода вследствие малой теплопроводности возможен перегрев свариваемого металла повышенная склонность к образованию закалочных структур больший, чем у низкоуглеродистых сталей, коэффициент линейного расширения может вызвать значительные деформации у напряжения, связанные с тепловым влиянием дуги. Чем больше в стали углерода и легирующих примесей, тем сильнее сказываются эти причины. Для устранения влияния их на качество сварного соединения рекомендуются следующие технологические меры [c.126]

При использовании аустенитной стали с низким пределом текучести и высоким коэффициентом линейного расширения можно в отдельных случаях при нагреве до рабочих температур ожидать появления в изделии остаточных напряжений обратного знака тем, которые образовались при охлаждении. Наиболее опасным при этом является возникновение знакопеременных пластических деформаций при наличии большого количества пусков и остановок и исчерпание вследствие этого запаса пластичности материала. Поэтому для конструкций из разнородных сталей, работающих в условиях температур выше 500 550° С, желательно использовать аустенитные стали высокой прочности при относительно умеренных величинах коэффициентов линейного расширения. Перспективным в этом отношении является применение в сварных разнородных соединениях, работающих при температурах выше 550 -580°С, сплавов на никелевой основе. [c.179]

Вследствие опасности появления преждевременных разрушений из-за наличия температурных циклов потребовалась разработка методик испытания образцов или моделей на теплосмены. Испытания подтвердили [48, 162] целесообразность использования для установок, работающих при большом числе теплосмен. сварочных материалов на никелевой основе. В то же время длительный опыт эксплуатации стационарных энергетических установок с наличием сварных соединений, выполненных аустенитными электродами на железной основе, показал возможность их успешного применения, несмотря на наличие значительной разницы в коэффициентах линейного расширения свариваемых материалов. [c.188]

Оби й отпуск для снижения напряжений в однородных по свойствам деталях. Коэффициенты линейного расширения всех точек тела считаем одинаковыми. Полагаем, что нагрев вьшолняется достаточно медленно без образования временных температурных напряжений. Механические свойства различных участков сварных соединений одинаковы. [c.446]

Физические характеристики металла сварных швов и основного металла близкого легирования при высоких температурах изменяются по-разному. Такие структурно нечувствительные свойства как коэффициенты линейного и теплового расширения у швов и основного металла полностью идентичны. В отличие от этого величина модуля упругости шва может существенно отличаться от основного металла. Если для перлитных, мартенситных и ферритных швов (рис. 27) величина Е при всех температурах совпадает со значениями для кованых сталей, то для аустенитных швов его значения примерно [c.47]

Высокая вязкость расплавленной массы не позволяет изготавливать изделия методом литья. Для этих целей применяют прессование, вытяжку или литье под давлением (литьевое прессование). Для изготовления изделий сложной конфигурации применяют сварку отдельных деталей — благо, что кварцевое стекло хорошо сваривается и не требует последуюшей термообработки сварного шва. Это свойство обусловлено весьма незначительным коэффициентом линейного теплового расширения кварцевого стекла. Изделия из кварцевого стекла, нагретые докрасна, не трескаются при погружении в воду. Отсутствие внутренних напряжений в кварцевом стекле (в связи с незначительным коэффициентом линейного теплового расширения) позволяет подвергать материал механической обработке. [c.65]

Сплав имеет высокое сопротивление усталости при асимметричном растяжении при 20, 700 и 800° С и Щ1клических нагрузках достаточное электрическое сопротивление для использования его в ряде случаев в качестве нагревательных элементов сравнительно невысокий коэффициент линейного расширения и низкую теплонровод-ность, повышающуюся с температурой, что способствует большей стойкости деталей против теплосмен. Сплав хорошо сваривается различным видами сварки н имеет высокие механические свойства в сварных соединениях. [c.179]

Для сварных узлов, эксплуатирующихся при высоких температурах, необходимо применение высоконикелевых электродов типа ХН60М15. Швы, выполненные такими электродами хорошо работают в условиях теплосмен из-за равенства коэффициента линейного расширения с перлитной сталью (см. табл. 10.2). Этими электродами заваривают дефекты литья сталей групп IV и V без последующей термообработки. [c.398]

Одним из путей экономии дорогостоящих высоколегированных сталей является применение комбинированных конструкций, изготовленных из нескольких сталей. Сварка высоколегированных сталей со средне- или низколегированными и обычными углеродистыми сталями явилась настолько трудной задачей, что составила целую проблему, известную как проблема сварки разнородных сталей. При сварке разнородных сталей в шве часто появляются трещины, в зоне сплавления может происходить изменение структуры с образованием прослоек, существенно отличающихся от структуры свариваемых металлов. Сварка разнородных сталей затруднена еще тем, что в подавляющем большинстве случаев они отличаются друг от друга коэффициентом линейного расширения. Основным путем решения вопроса сварки разнородных сталей является использование сварочных материалов, способствующих. получению аустенитного металла шва с высоким содержанием никеля, который обеспечивает стабильную зону сплавления. Содержание никеля в металле шва зависит от температуры его эксплуатации. Для экономии никеля сварные соединения разнородных сталей делят на четыре группы I — работающие пои температурах до 350 °С, П — 350 —450 °С, И1 —450 —550°С и IV —выше 550 °С. Ручную сварку разнородных сталей первой группы можно производить существующими электродами. Не следует пользоваться электродами типа ЭА-1. Для соединений П—IV групп рекомендуются электроды АНЖР-1, АНЖР-2 и АНЖР-3. В остальном технология сварки разнородных сталей такая же, как и сварки других сталей. [c.113]

В двухслойных сталях с плакирующим слоем из хромистой стали (0X13) коэффициенты линейного расширения основного и плакирующего слоев почти не отличаются между собой, поэтому нет оснований опасаться возникновения температурных напряжений, которые могли бы повлиять на прочность конструкции или ее длительную работоспособность. Сварные аппараты из двухслойной стали с хромистой плакирующей сталью предназначаются для работы в условиях высокотемпературного (250—520° С) воздействия сернистых соединений. [c.296]

В связи с изложенным основным путем решения вопроса сварки разнородных сталей следует признать применение сварочных материалов, способствующих получению аустенитного металла шва с высоким содержанием никеля, который, как показала практика, обеспечивает вполне стабильную зону сплавления. Преимущество высоконикелевого металла состоит также в близости его коэффициента линейного расширения к этому коэффициенту низко- и среднелегированных сталей. В связи с тем, что никель является дефицитным и довольно дорогим элементом, а также элементом, способствующим образованию горячих трещин в сварных швах, в металле последних целесообразно иметь лишь то количество никеля, которое необходимо для предупреж- [c.630]

Использование аустенитных присадочных материалов на основе железа (хромоникелевые стали) для сварки неаустенитных сталей должно давать сварные соединения с наибольшей разницей коэффициентов линейного расширения свариваемой сталп и металла шва и соответственно наибольший уровень тепловых напряжений в сварном соединении. Наименьший уровень остаточных напряжений в сварном соединении разнородных сталей будет иметь место при использовании присадочных материалов на никелевой основе в связи с наименьшей разницей коэффициентов теплового расширения металла шва и свариваемой неаустенитной стали. Следует также иметь в виду, что как было рассмотрено ран.г е, высокое содержание никеля в металле шва дает наименее протяженную мартенситную зону в участке сплавления и наименьшее диффузионное перемещение углерода через границу сплавления при нагреве. [c.306]

Одной из особенностей сварных соединений нержавеющих сталей с перлитными является наличие в них поля остаточных напряжений, вызванных разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых материалов. Так, если величина коэффициента линейного расширения большинства перлитных сталей для температур 20-н600°С колеблется в пределах 13,5-10 -i-- 14,5-10 , то для аустенитных сталей соответствующие его значения нахолятся в пределах 16 10" 18,5 10 , а для 12-процентных хромистых нержавеющих сталей — 11 10 -ь12 10 . Таким образом, коэффициент линейного расширения аустенитных сталей на 20- -30% выше, чем перлитных, и соответственно на 30- -40% выше, чем у 12-процентных хромистых нержавеющих. [c.175]

Образованию а-фазы способствует повышение содержания хрома, легирование молибденом (Мо = 2...4 % содержится в некоторых сталях), присутствие б-феррита, предварительный наклеп стали. В сварных соединениях сталей типа 12Х18Н10Т а-фаза появляется после 10-50 ч выдержки в благоприятном для ее образования интервале температур, так как наплавленный металл содержит б-феррит, а в нем содержание хрома несколько выше его среднего содержания в стали. Охрупчивание стали под влиянием а-фазы проявляется, начиная с 10 % по объему. Для устранения охрупчивания рекомендуется стабилизирующий отжиг при 850-950 °С. Выдержка при температуре отжига сопровождается растворением а-фазы и одновременно повышает стойкость к МКК, так как устраняются неоднородности содержания хрома на границах зерен аустенита. Кроме того, в стабилизированных сталях вместо карбида хрома образуются карбиды МС, что увеличивает содержание хрома в аустените и в определенной мере повышает его коррозионную стойкость. Образование б-феррита в количестве более 15-20 % снижает технологичность сталей при горячей обработке давлением. Различия механических свойств Y- и б-фаз, температуры и скорости рекристаллизации и коэффициентов линейного расширения являются причиной появления разрьшов и горячих трещин, в особенности при высоких скоростях деформирования и больших деформациях. Количество б-феррита определяется соотношением между аустенитно- и ферритно-образующими элементами в аустените и температурой нагрева стали. Чтобы не допустить образования большого количества б-феррита, при обработке стали ограничивают температуру нагрева с учетом уже имеющегося б-феррита. [c.241]

При правильном конструировании сварного узла температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР) стекла, керамики и металла должны быть максимально согласованы. В противном случае напряжения, возникающие при изменении температуры, могут привести к разрушению сварного соединения. Наиболее широко для соединения со стеклом и керамикой используют железоникелевые сплавы, ковар, нержавеющую сталь, а из чистых металлов Си, N1, Т1, А1, Мо, Wl и некоторые другие. Основные свойства металлов, которые могут быть использованы при разработке металлокерамических и металлостекляиных узлов, приведены в табл. 36.6. [c.478]

Давление сжатия с помощью термического натяжения. В ряде случаев можно исключить применение внешнего давления для сжатия свариваемых деталей, используя явление термического натяжения, возникающего при нагреве мате-, риалов с различными коэффициентами линейного расширения (рис. 12). Данный способ позволяет в результате диффузии получить неразъемное сварное соединение и исключить остэточные напряжения в этом соединении при температуре [c.94]

Наиболее высокие прочностные показатели при ограниченной макропла-стической деформации меди достигаются при Тсв = 1223 К, р — 15 МПа, t = 20 мин. Однако непосредственные соединения меди с молибденом не обладают высокой термической стойкостью при сохранении вакуумной плотности. Это связано со значительным различием коэффициентов линейного расширения этих металлов, что приводит к появлению напряжений при термоциклировании сварных соединений. Для релаксации напряжений и расширения зоны объемного взаимодействия диффузионная сварка меди и молибдена выполняется на тех же [c.145]

Металлы и сплавы, применяемые для соединения со стеклом. При правильном конструировании соединения температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР) стекла и металла должны быть максимально согласованы. В противном случае напряжения, которые возникают при изменении температуры, могут привести к разрушению сварного соединения. Наиболее широко в отечественной промышленности для соединения со стеклом используют железоникелевые сплавы, ковар, коррозионно-стойкую сталь, а из чистых металлов — медь, никель, титан, алюминий, молибден, вольфрам и др. Физические свойства металлов и сплавов, применяемых для сварки со стеклом, приведены в табл. 7. [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...