Equivalente valutario Oltre a tutto quanto sopra, le pietre preziose, compreso lo zaffiro, svolgono un ruolo importante come equivalente valutario. Questo perché spesso hanno un grande valore. Tuttavia, come ha dimostrato l’esperienza, il loro valore rimane

Cos'è il ciclo del carbonio?

CARBONIO. POTENZIALE DI CARBONIO. CARBONE EQUIVALENTE C e.

CARBONE (dal latino Carboneum - carbone) - 1) elemento chimico; simbolo C; massa atomica 12.011. Il carbonio esiste in diverse forme allotropiche (diamante, grafite, carbina sono rari). In condizioni normali è chimicamente inattivo; se riscaldato è altamente reattivo. I prodotti industriali (coke, fuliggine, carbone e carbone attivo) hanno una composizione simile al carbonio puro, che fa parte della ghisa, dell'acciaio e delle leghe speciali; viene utilizzato per la fabbricazione di elettrodi, crogioli, nella fusione dei metalli (coke) e come adsorbente (carbone attivo). 2) Uno dei componenti strutturali delle leghe ferro-carbonio. In forma libera il carbonio viene rilasciato sotto forma di grafite lamellare (ghisa grigia), ricottura del carbonio in scaglie (ferro duttile), grafite sferica (ghisa ad alta resistenza), grafite vermicolare (ghisa a grafite vermicolare). Viene chiamata una soluzione solida di carbonio nel ferro α ferrite, nel ferro γ - austenite; viene chiamato un composto chimico di carbonio con ferro (Fe 3 C). cementite. Guarda anche Carbonio totale.

POTENZIALE DI CARBONIO - un valore che caratterizza la capacità cementante dell'atmosfera cementante ed espresso dal contenuto di carbonio nello strato superficiale del metallo, che è in equilibrio con l'atmosfera. Ad esempio, il potenziale di carbonio di qualsiasi atmosfera è 0,8; questa atmosfera cementerà l'acciaio con C<0,8% и обезуглероживать сталь с С>0,8%.

CARBONE EQUIVALENTE C e - un valore che caratterizza l'influenza degli elementi più importanti sulla struttura e sulle proprietà della ghisa grigia; determinato dalla formula C e =C e +0,3(Si-P). Il carbonio equivalente della ghisa di alluminio è: C e =C+0,25Si+0,15Al. A C e<4,26 чугун является доэвтектическим; при С э =4,26 - эвтектическим; при С э >4.26 - ipereutettico. Il carbonio equivalente può essere determinato con il metodo termografico utilizzando la curva di raffreddamento della ghisa, che registra le temperature liquidus (t l) e solidus (t c) ovvero Δ=t l -t c. Per ghise non modificate C e =12,8 -0,0075t l =4,29-0,0072.Δt; per C modificato e = 14,04-0,0085t l = 4,39-0,0079Δt.

4. Epifanov, GI Fisica dello stato solido: libro di testo. manuale per le università. - M.: Scuola superiore, 1965. - 276 p.

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6. Ermolov, I. N. Teoria e pratica dei test ad ultrasuoni / I. N. Ermolov. - M.: Ingegneria Meccanica, 1981. - 240 p.

LOMOVA Olga Stanislavovna, Candidata di Scienze Tecniche, Professore Associato (Russia), Professore Associato del Dipartimento di Tecnologie e Attrezzature Petrolchimiche.

Indirizzo per la corrispondenza: [email protected] MORGUNOV Anatoly Pavlovich, Dottore in Scienze Tecniche, Professore (Russia), Capo del Dipartimento di Tecnologia dell'Ingegneria Meccanica.

Indirizzo per la corrispondenza: 644050, Omsk, Mira Ave., 11, dipartimento TM.

L'articolo è stato ricevuto dalla redazione il 25 febbraio 2015. © O. S. Lomova, A. P. Morgunov

UDC 621.791.011+669.14.018

B. E. LOPAEV R. R. KHISMATULIN I. I. KAGARMANOV A. M. USTYAN

Università tecnica statale di Omsk

VALUTAZIONE DELLA SALDABILITÀ DI ACCIAI DI DIVERSE CLASSI MEDIANTE IL METODO DEL CARBONE CHIMICO EQUIVALENTE_

Sulla base del calcolo dell'equivalente chimico del carbonio, è stata valutata la suscettibilità degli acciai al carbonio e legati alla formazione di cricche a freddo, legate al concetto di “saldabilità dei materiali”.

Parole chiave: equivalente chimico del carbonio, saldabilità, cricche a freddo, martensite, concentrazione locale, periodo di incubazione.

La capacità dei materiali di formare un giunto saldato è determinata mediante test di saldabilità.

La saldabilità (collegabilità) è la proprietà di un materiale di formare una connessione permanente con la qualità e il livello richiesti di proprietà fisiche, meccaniche e funzionali della connessione sia durante la sua produzione che durante il funzionamento del prodotto.

Le principali caratteristiche che caratterizzano la saldabilità degli acciai sono la tendenza a formare cricche di varia natura e le proprietà meccaniche del giunto saldato.

In base alla saldabilità, gli acciai sono divisi in quattro gruppi: primo - ben saldati; il secondo - saldato in modo soddisfacente; terzo: saldatura limitata; quarto: acciai scarsamente saldabili.

Il primo gruppo comprende gli acciai che possono essere saldati utilizzando la tecnologia convenzionale, ad es. senza riscaldamento prima della saldatura e durante la saldatura e senza successivo trattamento termico. Non è tuttavia escluso l'uso del trattamento termico per alleviare le tensioni interne.

Il secondo gruppo comprende gli acciai che non formano cricche se saldati in normali condizioni di produzione. Rientrano in questo gruppo anche gli acciai che necessitano di preriscaldamento, nonché di trattamento termico preliminare e successivo, per evitare la formazione di cricche.

Il terzo gruppo comprende gli acciai soggetti alla formazione di cricche in normali condizioni di saldatura. Durante la saldatura, vengono preliminarmente trattati termicamente e riscaldati. Inoltre, la maggior parte degli acciai di questo gruppo vengono trattati termicamente dopo la saldatura.

Il quarto gruppo comprende gli acciai più difficili da saldare e soggetti a fessurazioni. Questi acciai sono saldabili in misura limitata, quindi la saldatura viene eseguita con trattamento termico preliminare obbligatorio, con riscaldamento durante il processo di saldatura e successivo trattamento termico.

Quando si saldano acciai al carbonio e legati, la saldabilità è determinata mediante prove di fessurazione a freddo.

È noto che le cricche a freddo si originano nel metallo della zona termicamente alterata in presenza di tre condizioni: formazione di microstrutture indurenti (martensite); la presenza di idrogeno di diffusione e tensioni di trazione.

Per valutare la tendenza di un metallo a formare cricche a freddo si utilizza il concetto di equivalente chimico del carbonio. L'approccio matematico per descrivere l'equivalente chimico del carbonio si basava sul presupposto che la saldabilità può essere determinata da un indicatore che determina il tempo minimo di raffreddamento critico necessario affinché si formi martensite al 100% nel metallo saldato. Meno preparazione

Composizione chimica degli acciai oggetto di studio, %

Grado di acciaio SB! MP No. Cg Mo Si

Poco contenuto di carbone

Acciaio St 3 sp 0,14-0,22 0,12-0,30 0,40-0,65 0,30 0,30 - 0,25

Acciaio 20 0,17-0,24 0,17-0,37 0,35-0,65 0,30<0,30 - 0,25

Acciaio 20g 0,17-0,24 0,17-0,37 0,70-1,00 0,25<0,25 - -

Acciaio 15 0,12-0,19 0,17-0,37 0,35-0,65 0,30 0,30 - 0,30

Carbonio medio

Acciaio St 4 sp 0,18-0,27 0,12-0,30 0,40-0,70 - - - -

Acciaio St 5 sp 0,28-0,37 0,15-0,35 0,50-0,80 - - - -

Acciaio 25 0,22-0,30 0,17-0,37 0,50-0,80 -<0,25 - -

Acciaio 40 0,37-0,45 0,17-0,37 0,50-0,81 -<0,25 - -

Bassolegato

15HSND 0,12-0,18 0,40-0,70 0,40-0,70 0,3-0,6 0,6-0,9 - 0,20-0,4

10G2S1 £ 0,12 0,90-1,20 1,30-1,65 £ 0,30 £ 0,30 - £ 0,30

20ХМ 0,15-0,25 0,17-0,37 0,40-0,70 - 0,8-1,1 0,40-0,60 -

10G2B £ 0,12 0,17-0,37 1,20-1,60 £ 0,30 £ 0,30 - £ 0,30

17GS 0,14-0,20 0,40-0,60 1,0- 1,40 £ 0,30 £ 0,30 - £ 0,30

16G2AF 0,12-0,18 0,17-0,37 1,30-1,70 - - - -

Medio legato

12Х5МА 0,15 0,6 0,5 - 4,0-6,0 0,5-0,6 -

20Х2МА 0,18-0,24 0,17-0,37 0,30-0,70 0,3-0,7 2,1-2,4 0,25-0,35 -

30HN2MFA 0,26-0,33 0,17-0,37 0,30-0,60 2,0-2,5 0,6-0,9 0,20-0,30 -

06NZ 0,04-0,08 0,3 0,5 3,0-4,0 - - -

20KhGSA 0,17-0,23 0,90-1,20 0,80- 1,10 - 0,8-1,1 - -

30KhGSNA 0,27-0,34 0,90-1,20 1,00-1,30 1,4-1,8 0,9-1,2 - -

è necessario un tempo significativo per la formazione di una struttura martensitica al 100% (ovvero, maggiore è la velocità di raffreddamento critica), migliore è la saldabilità e maggiore è la resistenza alla fessurazione a freddo. Ciò indica che i processi preparatori associati alla formazione di cricche a freddo sono di natura diffusiva e sono direttamente correlati alla ridistribuzione dell'idrogeno nel metallo saldato. Nel caso di un breve periodo di incubazione (1 - 10 s) per la formazione di martensite, l'idrogeno viene rapidamente fissato nel metallo saldato, ma la sua concentrazione locale non è sufficiente per avviare la formazione di cricche fredde. Nel caso di un lungo periodo di incubazione per la formazione di martensite (1000 - 2000 s), il tempo è abbastanza sufficiente perché il metallo saldato si infragilisca a causa dell'azione dell'idrogeno. Con un breve periodo di incubazione, ma successiva esposizione prolungata, è possibile una graduale ridistribuzione dell'idrogeno, che provoca l'effetto di distruzione ritardata.

L’equazione per l’equivalente chimico del carbonio è:

CE m = C+--+--Mn+-No +

Cr+--Mo+-Cu,

dove C, Mn, ecc. elementi, %.

concentrazione chimica

La valutazione della temprabilità del metallo HAZ viene calcolata utilizzando l'equazione:

1n(Mm) = UN CEM + B,

AM - tempo critico di raffreddamento dalla temperatura da 800 a 500 °C, s.

Al CEM dallo 0,2 allo 0,45%, l'acciaio ha una buona saldabilità; A

SE m = 0,46 - 0,576% - soddisfacente; a CE m = 0,577-0,782% - limitato e a CE m = 0,783-1,0% - scarsa saldabilità.

Lo scopo di questo lavoro è determinare la saldabilità mediante equivalente chimico del carbonio di alcuni acciai a basso e medio carbonio, basso e medio legati, la cui composizione chimica è riportata in Tabella. 1.

I calcoli di CEm e In(A^) sono riportati di seguito e le dipendenze grafiche di In(A^) da CEm sono presentate in Fig. 1-4.

Calcolo di CM e In(A^) utilizzando le equazioni (1) e (2)

Acciai a basso tenore di carbonio

Acciaio St. 3 sp _ _ 0,12 0,40 0,30 0,30 0,25

38 6,0 12 1,8 9,1 1p(Ay = 11,26-0,427-3,51 = 1,29

per acciai ben saldati: Art. 3 bd, 20, 20G, 15, St. 4 bd, 25, 06N3

Riso. 2. Influenza del SEM su 1p(Ay per acciai saldabili in modo soddisfacente: St. 5 sp, 15HSND, 10G2S1, 10G2B, 17GS, 16G2AF

Riso. 3. Effetto del CEM su 1p(A(m) per acciai a saldabilità limitata: 40, 20ХГСА

se m = 0,17+017+035+030+025+025=0,422, %;

M 38 6,0 12 1,8 9,1

1p(Dn = 11.26.0.42 -3,51 = 1,24

SE m = 0,17+0I+035+030+025+025=0,422, %;

M 38 6,0 12 1,8 9,1

1p(Dn = 11.26.0.442 -3,51 = 1,46

^ 0,17 0,35 0,30 0,30 0,30 p gpl 0.

CEM = 0,12+--+--+--+--+--=0,406, %; M 38 6,0 12 1,8 9,1

1p(Dn = 11.26.0.406 -3,51 = 1,06

Tutti i suddetti acciai a basso tenore di carbonio hanno l'equivalente chimico del carbonio CEM<0,45, поэтому они относятся к хорошо сваривающимся сталям.

Riso. 4. Effetto del CEM su 1p(A(m) per acciai scarsamente saldabili: 20ХМ, 12Х5МА, 20Х2МА, 30ХН2ММА, 30ХГСНИ

Acciai a medio carbonio Acciaio St. 4 bd

SEm =0,27+030+070=0,394,%; M386.0

1p(DM) = 11.26.0.394 -3,51= 0,92

Valutazione della saldabilità degli acciai

Grado di acciaio CEM, % 1p(LGm) LGm, s Saldabilità

Poco contenuto di carbone

Acciaio St 3 sp 0,427 1,29 3,661 buono

Acciaio 20 0,422 1,24 3,459 buono

Acciaio 20g 0,442 1,46 4,331 buono

Acciaio 15 0,406 1,06 2,889 buono

Carbonio medio

Acciaio St 4 sp 0,394 0,92 2,524 buono

Acciaio St 5 sp 0,492 2,02 7,606 soddisfacente

Acciaio 25 0,429 1,32 3,743 buono

Acciaio 40 0,626 3,53 34,398 limitato

Bassolegato

15HSND 0,575 2,96 19,375 soddisfacente

10G2S1 0,564 2,84 17,115 soddisfacente

20ХМ 0.869 6.27 531.126 pessimo

10G2B 0,529 2,44 11,542 soddisfacente

17GS 0,541 2,58 13,210 soddisfacente

16G2AF 0,464 1,71 5,551 soddisfacente

Medio legato

12Х5МА 3.842 39.75 1.833 1017 pessimo

20Х2МА 1.534 11.98 160011.345 pessimo

30ХН2МФА 0,899 6,61 743,969 pessimo

06NZ 0,402 1,01 2,762 buono

20ХГСА 0,771 5,17 176,09 limitato

30KhGSNA 1.076 8.42 4536.90 pessimo

Acciaio St. 5 bd

CEM = 0,35+035+080 = 0,492,%; m 38 6.0

1p(LM) = 11,26-0,492 -3,51= 2,02

Acciaio 10G2S1

™psh 0,9 1,3 0,30 0,30 0,30%

CEM = 0,10+--+--+--+--=0,564, % m 38 6,0 12 1,8 9,1

1p(LM) = 11,26-0,564 -3,51= 2,84

SE m = 0,22 +

Acciaio 25 0,17 0,50 0,22

1p(Lu = 11,26-0,429 -3,51 = 1,32

Acciaio 20ХМ

P10 0,17 0,40 0,8 0,40 p ogp 0. SEm = 0,18+--+--+--+--=0,869, %; m38 6,0 1,8 2,3

1p(Lu = 11,26-0,869 -3,51= 6,27

0,17 0,50 0,25 --+-+-

1p(Lu = 11,26-0,626 -3,51= 3,53

Per acciai Art. 4 e 25 equivalente chimico del carbonio CEM<0,45 %, и они относятся к хорошо сваривающимся сталям. У стали 40 СЕм = 0,626 %, поэтому ее можно отнести к ограниченно сваривающимся, сталь Сп. 5 СЕм = 0,492 %, поэтому она относится удовлетворительно сваривающимся сталям.

Acciai bassolegati

SE m = 0,12 +

Acciaio 15HSND 0,40 0,40 0,30 0,60 0,20

38 6,0 12 1,8 9,1 1p(Lu = 11,26-0,57 -3,51= 2,96

Acciaio 10G2B

0,17 1,2 0,30 0,30 0,30 „ 10 +--+--+--+--=0 38 6,0 12 1,8 9,1

1p(Lu = 11,26-0,529-3,51=2,44

Acciaio 17GS 0,40 1,0 0,30 0,30 0,30

-+-■+--+--+--=0,541, %

38 6,0 12 1,8 9,1 1p(Lu = 11,26-0,541 -3,51= 2,58

Acciaio 16G2AF

SE m = 0,18 + 037+165 = 0,464, %; m 38 6.0

1p(Lu= ACEM +B = 11,26-0,464-3,51 = 1,71

Gli acciai 10G2S1, 10G2B, 17GS, 15KhSD, 16G2AF sono classificati come acciai adeguatamente saldabili, 20KhM sono classificati come acciai scarsamente saldabili.

Acciai medio legati

Acciaio 12Х5МА

^plg 0,6 0,5 6 0,6 „, CEM = 0,15+-++-++-+-=3,842, % M 38 6,0 1,8 2,3

ln(AfM) = 11,26-3,842 -3,51= 39,75

Acciaio 20Х2М2

0,17 0,3 0,3 2,1 0,25 „ --+-++-++-+--=1,534, % 38 6,0 12 1,8 2,3

ln(AfM) = 11,26-1,534-3,51 = 11,98

Acciaio 30KhN2MFA 0,17 0,3 2,0 0,6 0,20

CE M = 0,26 +--+-++-++-++***

38 6,0 12 1,8 2,3 ln(AiM) = 11,26-0,899 -3,51= 6,6

Acciaio 06NZ

030 + 050 + M=0 02, %; 38 6.0 12

ln(AiM) = 11,26-0,402-3,51 = 1,01

procedere alla costruzione dei grafici corrispondenti alla saldabilità soddisfacente, limitata e scarsa (Figura 2 - 4).

Dal tavolo 2 si può vedere che minore è il tempo critico di raffreddamento per martensite al 100%, minore è il valore dell'equivalente chimico del carbonio, maggiore è la saldabilità e minore è la probabilità che si formino cricche a freddo negli acciai al carbonio e legati.

Per un valore temporale basso (1 - 10) s, la concentrazione locale di idrogeno è insufficiente per la formazione di cricche fredde.

Il valore numerico del tempo che influenza la saldabilità degli acciai (Tabella 2) può essere distribuito come segue: (1-5) s - buono; (5-18) s - soddisfacente; ad AtM>18 s ​​- saldabilità limitata e scarsa.

Pertanto, le informazioni presentate nell'articolo saranno utili agli sviluppatori di materiali da saldare, ai tecnologi quando progettano la tecnologia di saldatura per varie strutture e agli studenti quando studiano la disciplina "Teoria dei processi di saldatura".

Bibliografia

Acciaio 20KhGSA

CE« = 0,17 + 09+08+08 = 0,771, %;

1p(Dn = 11,26-0,771-3,51=5,1

Acciaio 30KhGSNA

n^ 0,9 1,0 1,4 0,9 1 punti a partita 0.

CEM = 0,27 I-1-I-:-I-:-I--=1,076, %; m 38 6,0 12 1,8

1p(Dn = 11,26-1,076 -3,51=8,4

L'acciaio 06N3 ha CEm = 0,402, è un acciaio ben saldato. L'acciaio 20KhGSA ha CEm = 0,771, quindi appartiene agli acciai scarsamente saldabili. Gli acciai 12Kh5MA, 20Kh2M2, 30KhN2MFA, 30KhSNA sono acciai scarsamente saldabili.

Riassumiamo CEm e 1n(Dn) ottenuti come risultato del calcolo nella Tabella 2.

Costruiamo le dipendenze grafiche dell'equivalente chimico del carbonio dal logaritmo del tempo critico di raffreddamento della martensite al 100% per gruppo di saldabilità.

Ad esempio, per costruire un grafico “buona saldabilità” è necessario dalla tabella. 2 selezionare i valori CEM nell'intervallo 0,2 - 0,45% e i valori corrispondenti di 1p(Du. Allo stesso modo è necessario

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LOPAEV Boris Evgenievich, Candidato di Scienze Tecniche, Professore Associato (Russia), Professore Associato del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Scienza dei Materiali.

KHISMATULIN Roman Rafikovich, studente gr. S-510

KAGARMANOV Igor Igorevich, studente gr. SM-312

Istituto di Ingegneria Meccanica.

USTYAN Armen Manvelovich, studente del master gr. SPM-

514 Istituto di Ingegneria Meccanica.

Indirizzo per la corrispondenza: 644050, Omsk, Mira Ave., 11.

L'articolo è stato ricevuto dall'editore il 26 febbraio 2015. © B-E-Lopaev, R. R. Khismatulin, I-I-Kagarmanov, A-M-Ustyan

Libreria

Mylov, G-V- Fondamenti metodologici dell'automazione della progettazione e progettazione tecnologica di circuiti stampati multistrato flessibili / G-V- Mylov, A-I- Taganov- - M-: Hotline-Telecom, 2014- - 167 c- - ISBN 978-5 -9912- 0367-8-

Vengono delineati i fondamenti metodologici, tra cui il moderno concetto di costruzione del supporto informativo per le fasi del ciclo di vita dei circuiti stampati multistrato flessibili (FMC), la base per l'analisi e la sintesi del design, delle soluzioni tecnologiche e del supporto informativo per le fasi di progettazione assistita da computer e preparazione tecnologica per la produzione di prodotti FMC. Per gli specialisti, sarà utile per studenti laureati e studenti.