§ 43. Легирующие элементы

Легированные стали подразделяют на низколегирован­ные (с содержанием легирующих компонентов, кроме уг­лерода, не более 2,5 %), среднелегированные (с содержани­ем легирующих компонентов, кроме углерода, 2,5—10%) и высоколегированные (с содержанием легирующих ком­понентов, кроме углерода, свыше 10%).

Свариваемость легированных сталей оценивается не только возможностью получения сварного соединения с физико-механическими свойствами, близкими к свойствам основного металла, но и возможностью сохранения специ­альных свойств: коррозионной стойкости, жаропрочности, химической стойкости, стойкости против образования за­калочных структур и др. Большое влияние на свариваемость стали оказывает наличие в ней различных легирующих примесей: марганца, кремния, хрома, никеля, молибдена и др.

Влияние кремния и марганца на свариваемость стали уже рассматривалось, остановимся на других элементах.

Хром содержится в низколегированных сталях до 0,9%. При таком содержании он не оказывает существенного вли­яния на свариваемость стали. В конструкционных сталях хрома содержится 0,7—3,5%, в хромистых — 12—18%, в хромоникелевых — 9—35 %. С повышением содержания хрома свариваемость стали ухудшается, так как, окисля­ясь, хром образует тугоплавкие оксиды Сг203, резко повы­шает твердость стали в зоне термического влияния, обра­зуя карбиды хрома, а также способствует возникновению закалочных структур.

Никель содержится в низколегированных сталях до 0,6%, в конструкционных сталях — 1,0—5%, в легирован­ных сталях — 8—35 %. Никель способствует измельчению кристаллических зерен, повышению пластичности и проч­ностных качеств стали и не снижает свариваемости.

Молибдена в теплоустойчивых сталях содержится от 0,15 до 0,8%, в сталях, работающих при высоких темпера­турах и ударных нагрузках, —3,5%. Молибден способствует измельчению кристаллических зерен, повышению прочно­сти и ударной вдзкости стали, но ухудшает свариваемость стали, так как способствует образованию трещин в металле шва и в зоне термического влияния. В процессе сварки лег­ко окисляется и выгорает, поэтому требует специальных мер для надежной защиты от выгорания при сварке.

Ванадий содержится в сталях до 1,5%. Он придает ста­ли высокую прочность, повышает ее вязкость и упругость. Ухудшает свариваемость, так как способствует образова­нию закалочных структур в металле шва и околошовной зоны. При сварке легко окисляется и выгорает.

Вольфрам содержится в сталях от 0,8 до 18%. Значи­тельно повышает твердость стали и теплостойкость. Сни­жает свариваемость стали, в процессе сварки легко окисля­ется и выгорает.

Титан и ниобий содержатся в нержавеющих и жаропроч­ных сталях в пределах 0,5—1,0%. Они являются хороши­ми карбидообразователями и препятствуют образованию карбидов хрома. При сварке нержавеющих сталей ниобий способствует образованию горячих трещин.