Файл: Жербин М.М. Высокопрочные строительные стали (характеристики, область применения, расчет и проектирование).pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.06.2024

Просмотров: 110

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а II. 5

 

 

Т олщ и н а

 

 

К

я І{,

кгм '.см 1,

при

те м п ер ату р е,

В ид

тер м о ­

аПЧ’

<Тт> кг':ММг

 

 

г р а д

С

 

 

листа,

 

 

 

обработки

 

проц .

 

 

 

 

 

 

млі

к гім м 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•{-20

- 4 0

- 6 0

 

 

 

 

 

 

 

Нормализация

 

3

72

50

21

 

_

_■

_

 

12

65

46

27

10,2

7,0

. 6,0

 

 

 

20

60

42

28

13,0

- 8,8

7,5

Закалка + отпуск

 

32

65,5

52,5

23

11,6

8,7

7,8

п р и 650—660°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дует

применение

термоупрочненной

стали

15Г2СФ

только

в классе С60/45, что в действительности приведет к повышению предела текучести стали после термообработки только на 5 кг)мм2. Таким образом, если в горячекатаном состоянии при­ менение стали 15Г2СФ в классе С52/40 является весьма эффек­ тивным, ее термическое упрочнение только до класса С60/45 едва ли окажется оправданным. По-видимому, в дальнейшем сле­ дует изыскать пути перевода термоупрочненной стали 15Г2СФ в более высокий класс прочности, что существенно расширит гра­ ницы ее использования в сварных конструкциях.

Путем понижения температуры отпуска можно получить сталь 15Г2СФ с еще более высокими прочностными свойствами (60 кг/мм2), что, однако, приведет к большему разупрочнению стали при сварке (рис. II. 6). Предел выносливости стали 15Г2СФ достаточно высок (рис. II. 7).

б.кг/мм2 7

80

500

550 600

650

 

 

 

 

 

Температура,град С

 

 

 

 

 

Рис. II.

6.

Зависи­

Рис. II. 7. Выносливость-

мость механических

плоских образцов из ста­

свойств стали

ли

15Г2СФ

толщиной

І5Г2СФот темпе-

 

9 мм:

 

 

ратуры отпуска:

/ — осн овн ой

м е т а л л ;

2 —

/ —ч„

2

с 7J; 3—

с в ар н о е со ед и н ен и е

ст ы к о ­

вы м

ш вом п о д

у гл о м 45“ к

 

Й5.

 

 

оси

о б р а з ц а ; 3 — то

ж е

п од

 

 

 

 

 

у гл о м

90“.

 

 

Сталь 10Г2ФР. Коммунарским металлургическим заводом, совместно с ЦНИИЧерметом и ВНИИПТхимнефтеаппаратурой была разработана экономно легированная ванадиевая термиче­ ски упрочненная сталь 10Г2ФР, относящаяся по временным тех-

36

ническим условиям к классу прочности С60/45 с гарантирован­ ными механическими характеристиками для толщин 10—46 мм: предел прочности — не ниже 60, предел текучести не ниже 45 кг!мм2, относительное удлинение — не менее 20% и ударная вязкость при —60°С — не ниже 4,0 кгм/см2.

Химический состав стали 10Г2ФР, проц.:

С

.........................

0,08—0,12

V ..........................

0,06—0,12

Мп ....................

1,30—1,65

В ...........................

0,004

S

i .........................

0,40—0,60

S ...........................

0,035

 

 

 

Р .........................

0,030

Термической обработкой стали является нагрев под. закалку при 930—960°С с выдержкой 1 мин/мм толщины проката плюс 10. мин и отпуска при температуре 600—700°С с выдержкой 3 мин/мм толщины проката плюс 30 мин.

Испытания образцов проката различных толщин из стали 10Г2ФР показали довольно значительное повышение механиче­

ских свойств стали по сравнению с нормативными

(табл. II. 6)

[15].

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

II. 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fl

, кгмісм;3,

при

т е м ­

Н ом ер

Т олщ ина

чпч, кг/мм1

пт , кгіміл2

о5, Проц.

п ер а ту р е,

град

С

плавки

л и ста, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 4 0

- 6 0

 

12

71,5

60,8

2 2 ,4

 

5 ,5

5 ,0

 

20 .

67,1

58,8

22,0

 

8,1

6,3

 

26

66,0

52,6

2 3 ,0

 

9,1

8,0

 

42

67,0

53,8

2 4 ,3

 

6 ,4

5,1

5423

26

67,8

55,5

23,3

 

6,7

6 ,3

28

66,1

50,2

24,1

■

8,2

6 ,9

 

46

74,3

54,7

19,0

 

6 , 0

6,1

Практическое применение стали 10Г2ФР было осуществлено на Волгоградском заводе им. Петрова, где были изготовлены сварные сосуды весом 350 т, предназначенные для рабрты при —40°С и давлении 56 кг/см2. Использование стали 10Г2ФР по­ зволило снизить вес сосудов на 20%. Указанная сталь хорошо сваривается, разупрочнение ее незначительно.

Вероятно, после всестороннего испытания сталь 10Г2ФР смо­ жет найти применение в сварных металлических конструкциях.

§7. Низколегированные стали с нитридным упрочнением ’

Кэтой группе сталей следует отнести марки 14Г2АФ, 16Г2АФ, 15Г2АФ, 15Г2АФДпс, 18Г2АФ, 18Г2АФпс, а также стали 16Г2АТ

и16Г2АЮ. Легирование марганцевистой стали ванадием и азо­ том, титаном и азотом или алюминием и азотом позволяет полу-

«J

=f

к

ч

ѴО

С о д ер ж а н и е элем ен тов, п р о ц .

ѵО

чить высокопрочный металл феррито­

О

перлитной структуры. В

горячеката­

ю I

ном состоянии такие стали

склонны к

1—to

хрупкому разрушению при отрицатель­

о° -

оных температурах, поэтому для прак­

 

ю ю

тического

использования

они

могут

 

О

быть рекомендованы только после нор­

 

 

I I II I

и I

мализации, которая

улучшает пласти­

 

 

ческие свойства металла.

Химический

 

 

состав сталей представлен в табл. II. 7.

о

 

В настоящее время в число рекомен­

rf

 

дованных СНиП П-В. 3—72 для метал­

 

 

лических конструкций вошли три мар­

 

 

ки низколегированных сталей с нитрид­

 

 

ным упрочнением: І4Г2АФ, І6Г2АФ и

ю оо ш ю со о

18Г2АФпс.

 

 

 

 

г-і

 

Сталь 14Г2АФ относится к классу

о о о о о о

I I I м

 

прочности

С52/40, обладает высокими

со оо оо со оо оо

пластичностью и сопротивляемостью к

О О О О о о

о о о о о о*

хрупким

разрушениям, значительной

ю о о о о о о о

ударной вязкостью при низких темпе­

О 0 ^ 0 О ОжО 0 ^ 0

ратурах. Гарантированные

механичес­

см СО'СО СО СО СО со СО

 

 

 

 

 

 

о* о* о о о о о* о

кие характеристики этой стали следую­

гнЮЮЮЮЮЮЮ

щие: Стпч — не ниже

55; ог— не

ниже

*© ©ООО©©.

40 кг/мм2;

65= 18%

и а„ при—70°С—

о ...................

3—3,5 кгм/см2.

 

 

 

о оооосо

 

 

 

I"«.

ю

Сталь

14Г2АФ сваривается удовлет­

 

о о о

ворительно. Поставляется

по

ЧМТУ

О О г ч О

1—349—68 и может быть рекомендова­

і I О I о" I I I

-*Ог-1 Ооі * - на к применению в сварных конструк­

©© - tx - о О

©© циях, работающих при низких темпера­ турах, в сварных автодорожных мос­co-sf _ t'- ^ ю^ ^

 

тах и в наиболее ответственных эле­

с

ментах

зданий

(подкрановые балки

£

при среднем и тяжелом режиме рабо­

CN СО С 4со СМ СО СО СО

С О О С М С О С О С М О О

ты). Стоимость стали сравнительно не­

высока.

16Г2АФ

по своим свойствам

Сталь

оооооооо

 

 

 

• С Ѵ С Ч ’—<*—‘ C N C N C M

аналогична стали 14Г2АФ, изучена хо­

I I I I I II. I

СМ'^'ФСМСМсОСМСМ

рошо, относится к классу С60/45 и ре­

I—Н гН т-—<т—<г-н *—<гН

оооо'оооо

комендуется к применению в наиболее

 

нагруженных элементах сварных кар­

 

касов промзданий, резервуарах и газ­

ОВ гольдерах, листовых конструкциях до­

ѳ -

В

ѳ

Cf

~

менных печей, мачтах и башнях. Меха­

 

-

е- 2

(M<M!MCNCN(N(MrM

нические

характеристики

стали.

UUULLUUL

16Г2АФ: опч— не ниже 55;

ат— не

■ ^ с о с о ю ю с о с о о

 

 

 

 

 

ниже 45 кг/мм2\ 65 — не ниже

18% и

38

а„ при —60°С — не менее 3 кгм/смі. Сталь 16Г2АФ была разработана ЦНИИПроектстальконструкцией и ЦНИИЧерметом й поставляется по техническим условиям ЧМТУ 1—349—68. Ме­ таллические конструкции кислородно-конверторного цеха Кара­ гандинского металлургического завода были изготовлены из ста­ ли 16Г2АФ (выплавлено свыше 1500 т). В настоящее время сталь 16Г2АФ применена в ряде новых проектов, в частности в высот­ ных сооружениях и мостах.

Сваривается сталь 16Г2АФ удовлетворительно. Полуспокойная сталь 18Г2Фпс. Днепропетровским институтом

черной металлургии АН УССР и Институтом электрооварки им. Е. О. Патона АН УССР была разработана сталь 18Г2АФпс, которая в отличие от прочих марок низколегированных сталей является полуспокойной. Получение высокопрочного низколеги­ рованного металла в полуспокойном состоянии дает возможность несколько снизить его стоимость.

Сталь 18Г2АФпс, в соответствии с ЧМТУ 1—741—69, может поставляться как в нормализованном, так и в термоупрочненном состоянии. В первом случае ее пластические свойства выше, но прочность ниже, и она относится к классу С52/40. Во втором — она приобретает свойства класса прочности С60/45. Химический состав стали 18Г2АФпс представлен в табл. II. 7, механические характеристики — в табл. II. 8.

Т ол щ и н а

С о с т о я н НС

кгімм*

о кг/мм’

5S проц.

л и ста, мм

п о ставки

 

 

стпч'

 

 

' 4—30

Нормализо­

55

40

19

 

ванное

 

50

16

8—50

Термоупроч-

60

 

'ненное

 

 

 

Примечание, а, d — толщина проката и оправки.

Т а б л и ц а II. 8

ÖH-

И сп ы тан и е

на

кгм/CMß,

при тем п е ­

холодн ы й

и з ­

гиб на 180°

р ату р е

- 4 б ° С

3

d — 2 а

3

Механические свойства проката после нормализации представ­ лены в табл. II. 9 и в толщинах до 20 мм существенно превыша­ ют нормативные *.

Т а б л и ц а II. 9

М арка стали

Т олщ и н а л и с ­

 

<гт, кгімм*

а н ,

кгм/см*,

та, м м

Ѵ г кгІММ2

8j, проц .

—70° С

 

 

при

 

8

72,9

62,0

23,6

3,0

І8Г2АФпс

12

. 70,2

57,2

26,0

3.0

. 20

63,5

51,7

27,0

3.0

 

30

59,7

47,0

29,2

3,0

*Данные института электросварки им. Е. О. Патона AIT УССР.

39

Смотрите также файлы