Как сваривать высокомарганцевую сталь?

Высокомарганцевая сталь - это легированная сталь с содержанием марганца более 10%. После обработки раствором в высокомарганцовистой стали остается небольшое количество нерастворенного карбида. Если это количество невелико и соответствует стандартам контроля, ее можно использовать.

Помимо углерода, марганца, кремния, серы и фосфора, высокомарганцевая сталь также легируется никелем, титанхром, ванадий, молибден и ниобий для улучшения эксплуатационных характеристик.

К распространенным типам высокомарганцевой стали относятся ZGMn13-1, ZGMn13-2, ZGMn13-3, ZGMn13-4 и другие. При нагреве высокомарганцевой стали в диапазоне от 1000 до 1100°C, один аустенит может быть получена структура.

Сталь сохраняет свою аустенит Структура и высокая прочность после быстрой закалки в воде (также известной как обработка закалкой в воде). Его твердость довольно низкая (170-230HB), что позволяет ему подвергаться пластической деформации при воздействии на его поверхность.

В результате усиления деформации в деформированном слое металла происходит упрочнение, значительно повышающее твердость поверхностного слоя (500-600HB). С увеличением глубины от поверхности металла твердость постепенно снижается.

Обычно толщина закаленного слоя составляет около 10-20 мм. Поскольку детали из высокомарганцевой стали продолжают изнашиваться в процессе эксплуатации, закаленный слой также расширяется внутрь под постоянным воздействием внешних нагрузок, сохраняя стабильную толщину.

Следует отметить, что высокомарганцовистая сталь не является износостойкой в статических условиях, она приобретает износостойкость только при постоянном воздействии на нее внешних нагрузок, образуя закаленный слой.

Температура перехода в высокомарганцевую сталь составляет -40°C. В промышленном производстве она в основном используется для изготовления передней стенки ковшей больших экскаваторов, зубьев ковша, опорных колес и износостойких плит для дробилок.

Сварочные стержни, используемые в дуговая сварка Стержни из высокомарганцевой стали включают стержни из высокомарганцевой стали, стержни из легированной стали и стержни из низкоуглеродистой стали. Сварочные стержни с сердечником из высокомарганцевой стали используются только для ремонта деталей из высокомарганцевой стали и в настоящее время редко применяются в производстве.

Легированная сталь Стержни, обычно изготовленные из хромоникелевой легированной стали, обеспечивают лучшее качество ремонта, но стоят дороже. Они обычно используются для первого слоя и в качестве барьерных слоев.

Стержни из низкоуглеродистой стали бывают двух типов: первый - стержни из высокомарганцевой стали, такие как D256 (Mn13), D266 (Mn13Mo), в основном используются для деталей из высокомарганцевой стали, подверженных сильному ударному и абразивному износу.

Другая разновидность - прутки типа Cr-Mn, такие как D276 и D277 (2Mn12Cr13Mo). Их осажденный металл представляет собой высокомарганцевый аустенит, который превращается в мартенсит под сильным воздействием.

Благодаря высокому содержанию хрома в этих прутках, металл после сварки обладает хорошей коррозионной стойкостью. Эти прутки в основном используются для коррозионно-стойкой наплавки и наплавки высокомарганцевой стали, например, лопастей гидротурбин и зубьев ковша экскаватора.

Сварочная проволока, используемая для сварки высокомарганцевых сварка стали В основном включают сварочную проволоку из высокомарганцевой стали и сварочную проволоку из легированной стали.

Сварочная проволока с содержанием фосфора менее 0,03% может использоваться для сварки и ремонта деталей; проволока с содержанием фосфора более 0,03% применяется только для ремонтных работ.

Высокое содержание марганца сварка стали Серия проволоки включает Mn-Ni, Mn-Cr, Mn-Mo, Mn-Ni-Cr; серия сварочной проволоки из легированной стали включает Cr-Ni, Cr-Ni-Mo. Эти виды сварки Проволока обладает высокой коррозионной стойкостью и способна быстро образовывать упрочненный слой при ударах.

Сварочная проволока из легированной стали Cr-Ni также может быть использована для сварные швы разнородных сталей, например, высокомарганцевой стали с углеродистой или низколегированной сталью.

При наплавке, ремонте или стыковой сварке высокомарганцовистая сталь имеет низкую свариваемостьВ основном из-за того, что зона термического влияния сварки может вызвать хрупкость (из-за выпадения карбида во время сварки), а на сварном шве могут образоваться термические трещины (из-за избытка фосфора и серы в высокомарганцовистой стали, а коэффициент расширения и теплопроводность вызывают кристаллические трещины и ликвационные трещины).

Во время сварочных работ следует обратить внимание на следующее: дефекты и окружающие их закаленные слои должны быть полностью удалены шлифовкой или воздухом Строгание угольной дугой. Дефекты отливок перед сваркой должны подвергаться водной закалке для предотвращения растрескивания.

Контроль температуры межслойного слоя имеет решающее значение; перед наплавкой или ремонтом высокомарганцовистой стали предварительный нагрев не требуется. Следует использовать более низкую энергию линии, а температура межслойной обработки должна быть ниже 50°C, чтобы предотвратить выпадение избыточного количества карбида в зоне термического воздействия, что приводит к хрупкости.

Прерывистая сварка или короткие сегменты методы сварки позволяет минимизировать тепловое воздействие на основной материал, избегая перегрева и охрупчивания в зоне термического влияния. Сварка с погружением, когда обратная сторона шва погружается в воду во время сварки, может ускорить охлаждение.

По сравнению с процессами сварки без погружения, сварка с погружением уменьшает количество выпадающих карбидов и предотвращает образование горячие трещины. Послесварочная обработка сварного шва молотком может помочь снять сварочное напряжение и избежать образования трещин.

При наплавке высокомарганцевой стали на углеродистую или низколегированную сталь сначала следует нанести переходный слой, чтобы предотвратить появление мартенситных структур в переходной зоне (или неполного зона слияния) из-за снижения содержания марганца, что может привести к образованию трещин или отслаиванию по линии сплавления.

Поэтому сначала на углеродистую или низколегированную сталь следует нанести переходный слой из аустенитной нержавеющей стали Cr-Ni. Этот переходный слой может обеспечить хорошее сплавление как с углеродистой или низколегированной сталью, так и с высокомарганцевой сталью, не образуя хрупких структур, что предотвращает образование трещин.

В целом, помимо того, что выбранные сварочный ток, напряжение дуги и скорость сварки могут гарантировать правильное формирование шва и хорошее проплавление, скорость охлаждения заготовки должна учитываться в первую очередь при процесс сварки.