Марочник сталей. 40ХГНМ

Химический состав в % стали 40ХГНМ
C	0,37 - 0,43
Si	0,17 - 0,37
Mn	0,5 - 0,8
Ni	0,7 - 1,1
S	до 0,035
P	до 0,035
Cr	0,6 - 0,9
Mo	0,15 - 0,25
Fe	~96

Общие рекомендации по технологии электрошлаковой сварки стали 40ХГНМ (и подобных): при проектировании сварных конструкций следует выбирать стали, обладающие повышенной стойкостью против горячих и холодных трещин, перегрева и структурной наследственности. Наиболее сложно предупреждать появление горячих трещин в зоне термического влияния. С этой точки зрения предпочтение следует отдавать хромистым безникелевым сталям с пониженным содержанием углерода.

Выбор присадочных материалов для сварки среднелегированных сталей зависит от предъявляемых к металлу шва требований. Если необходимо получить равнопрочное сварное соединение, применяют среднелегированные стандартные электродные проволоки Св-08ХН2М, Св-08ХЗГ2СМ, Св-13Х2МФТ, Св-10Х5М или проволоки и пластины аналогичного с основным металлом состава. Последнее особенно оправдано при сварке высокопрочных сталей с σ_в>900 МН/м^г (90 кгс/мм²). В тех случаях, когда требования к прочности шва менее жесткие (зачастую на ~10% ниже, чем для основного металла), можно применять низколегированные проволоки Св-10Г2, Св-12Г2Х, Св-08ГСМТ, Св-08ХМА, Св-08ХГ2СМ и выполнять швы с большим проваром кромок. Повышение доли основного металла в металле шва до 60% сообщает последнему легирование, достаточное для получения требуемых прочностных свойств. В зависимости от предъявляемых требований выбирают и материал пластин для плавящегося мундштука - он может быть изготовлен либо из простых углеродистых сталей (СтЗ) либо из свариваемой стали.

При необходимости обеспечить достаточную теплоустойчивость сварных соединений применяют электродные проволоки с повышенным содержанием хрома и молибдена. Количество же никеля, напротив, следует ограничивать, так как он часто снижает длительную прочность материала при работе в условиях высоких температур и давлений. При этом следует применять электродные проволоки Св-08ХЗГ2СМ, Св-10Х5М, Св-13Х2МФТ. Для выполнения швов, которые должны обладать, например, высокой коррозионной стойкостью в водородосодержащих средах при высоких давлениях, необходимо использовать хромистые электродные проволоки, легирующие шов не менее, чем 2% Сr.

В случаях, когда требуется обеспечить химическую и структурную однородность сварных соединений, например в энергомашиностроении, применяют плавящиеся мундштуки и электродные проволоки того же состава, что и свариваемая сталь.

В табл. 9.27 приведен химический состав швов и соответствующие значения прочности и ударной вязкости после термообработки. Таблицу можно использовать при выборе стандартной проволоки или разработке новой в зависимости от состава свариваемого металла. В табл. 9.28 дана рекомендуемая система легирования металла шва, обеспечивающая низкий порог хладноломкости в конструкциях, которые нельзя или нежелательно подвергать нормализации (закалке) после сварки. Для сварки хромомолибденовых сталей с временным сопротивлением σ_в = 550-750 МН/м² (55-75 кгс/мм²) можно применять электродные проволоки Св-08ХЗГ2СМ, Св-10Х5М, Св-10ХГСН2МТ, Св-04Х2МА, Св-08ХН2М.

Электрошлаковую сварку среднелегированных сталей выполняют под флюсами АН-8, ФЦ-6, 48-ОФ-6 и АНФ-6. Двум последним флюсам следует отдавать предпочтение в тех случаях, когда необходимо получить состав металла шва, идентичный с основным металлом, или повысить стойкость шва против хрупких разрушений и кристаллизационных трещин. Их применяют при сварке среднелегированных сталей с высоким уровнем прочности (до - 1800 МН/м²) и ударной вязкости и при изготовлении сварных конструкций повышенной жесткости. Эти флюсы весьма жидко-текучи, поэтому наибольшее распространение они находят при сварке плавящимся мундштуком или пластинчатым электродом, когда применяют неподвижные формирующие устройства. Типичные режимы электрошлаковой сварки среднелегированных сталей даны в табл. 9.29.