Глава 11.1. Материалы для сварки / 11.1.3. Сварные конструкции / 11.1.3.1. Стали
В промышленности широко применяют сварные конструкции: фермы мостов, подъемных кранов, различные каркасы, корпусные детали и т.п. Для их изготовления необходимо использовать стали с хорошей свариваемостью, которая оценивается склонностью к возникновению горячих и холодных трещин при сварке. Горячие трещины возникают в самом шве в момент его кристаллизации, когда металл находится в полутвердом состоянии (кристаллы + жидкость) и обладает малой прочностью. Углерод расширяет интервал кристаллизации и тем самым способствует образованию горячих трещин (см. подразд. 3.2). Углерод также повышает закаливаемость стали (см. подразд. 5.2) и, таким образом, склонность к образованию холодных трещин, которые возникают в результате мартенситного превращения (см. подразд. 3.2).
Поэтому содержание углерода в сталях для сварных конструкций не превышает 0,22...0,25 %. Углеродистые стали с таким низким содержанием углерода имеют невысокие механические свойства (σт < 240 МПа). Больший предел текучести у легированных сталей. Наиболее эффективно применение сталей, легированных марганцем и кремнием, потому что именно эти элементы наиболее эффективно упрочняют феррит (см. рис. 6.2, а), кроме того, они не являются дефицитными и дорогими.
В промышленности широко используют следующие стали: 19Г, 09Г2, 14Г2, 16ГС, 15ГФи 15ХСНД. Применение низколегированных сталей вместо углеродистых позволяет повысить предел текучести до 350...400 МПа и, таким образом, снизить металлоемкость сварных конструкций на 15...30%.