Сегодня мы продолжаем разговор о влиянии химических элементов в составе стали на ее характеристики, включая свариваемость.
Марганец – содержание марганца в сталях обычно не бывает ниже 0.30%, поскольку он выполняет три функции, а именно: 1 – способствует раскислению стали; 2 – предотвращает формирование включений сульфида железа; 3 – повышает прочность стали, увеличивая ее прокаливаемость. Его содержание в углеродистых сталях достигает 1.5%.
Хром – эффективный легирующий элемент в составе стали. Его добавляют по двум основным причинам: во-первых, хром значительно улучшает прокаливаемость стали, а во-вторых, он заметно повышает коррозионную стойкость сплавов в окислительной среде. Его присутствие в некоторых сталях способно привести к чрезмерной твердости и образованию трещин в сварном шве и околошовной зоне. Содержание хрома в нержавеющих сталях превышает 12%.
Молибден – это ярко выраженный карбидообразующий элемент, содержание которого в легированных сталях составляет, как правило, менее 1%. Его добавляют для увеличения прокаливаемости и прочности при повышенных температурах. Добавки молибдена в аустенитных нержавеющих сталях повышают их стойкость к точечной коррозии.
Никель – добавляется в стали для увеличения их прокаливаемости. Он хорошо выполняет эту функцию, поскольку положительно влияет на ударную вязкость и пластичность стали, несмотря на сопутствующее увеличение предела прочности и твердости. Никель часто используется для увеличения ударной вязкости стали в условиях низких температур.
Алюминий – добавляется к стали в очень небольших количествах в качестве раскислителя. Он служит также добавкой, измельчающей зерно и позволяющей повысить ударную вязкость. Стали с умеренным содержанием алюминия называются произведенными по «мелкозернистой технологии».
Ванадий – добавление ванадия приводит к повышению прокаливаемости стали. Так как он очень эффективен в этой роли, ванадий добавляют, как правило, в небольших количествах. Если его содержание превышает 0.05%, у стали может появиться склонность к охрупчиванию во время термообработки, выполняемой для снятия внутренних напряжений.
Ниобий – подобно ванадию, ниобий принято считать элементом, повышающим прокаливаемость стали. Однако, обладая сильно выраженным сродством к углероду, ниобий может соединяться с углеродам и вызывать общее снижение прокаливаемости стали. Его добавляют в аустенитные нержавеющие стали в качестве стабилизирующего элемента для улучшения характеристик, наблюдаемых непосредственно после сварки. Ниобий называют также колумбием.
Растворенные газы – водород (Н2), кислород (О2) и азот (N2) способны растворяться в расплавленной стали и вызывать ее охрупчивание ( и образование пористых структур), если не минимизировать их содержание. Удаление большего количества этих газов достигается методами рафинирования стали. Их растворение в расплавленном металле шва предотвращают, применяя специальные флюсы или защитные газы.
