Низьколеговані і високоміцні сталі
Матеріали цієї групи зазвичай використовуються для виготовлення зварних вузлів, що сприймають значні навантаження.
Сюди відносяться, головним чином, стали з багатокомпонентним легуванням, що володіють високими механічними характеристиками, підвищеною стійкістю проти крихкого руйнування і деякими спеціальними властивостями.
Головною і загальною характеристикою високоміцних матеріалів є їх механічні властивості. Стали цієї групи мають тимчасовий опором від 80 до 160 кг /мм2 і більше, що значно перевищує тимчасовий опір конструкційних матеріалів інших груп.
Стали цієї групи, які використовуються для зварних конструкцій, в основному відносяться до перлітного класу і після повільного охолодження в рівноважному стані представляють доевтектоїдної сталь. Однак деякі з них, що містять 5 - 6% і більше легуючих елементів, можуть ставитися до мартенситному класу, високі міцнісні властивості цих сталей досягаються легированием елементами, зміцнюючих ферит, високою культурою металургійного виробництва та належної термічної обробкою, після якої в повній мірі проявляється позитивний вплив легування. Тому такі конструкційні стали завжди характеризуються як хімічним складом, так і видом термічної обробки. Стали цієї групи, призначені для виготовлення зварних конструкцій, як правило, піддаються поліпшенню (загартуванню з наступним високим відпусткою) або загартуванню і низькому відпуску. Як легуючі елементів для цих сталей застосовуються хром, марганець, кремній, нікель, мідь, титан і ін. При виготовленні ряду конструкцій від матеріалів, крім забезпечення високих характеристик міцності в звичайних умовах, потрібно також збереження їх в певній мірі при високих температурах і при тривалому впливі постійних навантажень.
Для підвищення жароміцності сталей в їх склад додатково вводяться такі легуючі елементи, як молібден, вольфрам, ванадій, енергійно підвищують температуру разупрочнения стали при нагріванні.
Як приклад може бути наведена сталь марки 25ХСНВФА, до складу якої входять ванадій і вольфрам.
У отожженном стані межа міцності її дорівнює 85 кг /мм2 при 6> 15%. Загартуванням при 910 ° С з охолодженням в маслі і подальшим відпуском при 350 ° С отримують ів = 140 кг /мм2 і подовження не менше 10%. Як видно, при високій міцності сталь 25ХСНВФА володіє достатньою пластичністю і порівняно добре зберігає свої характеристики при нагріванні - при 300 ° С - 90%, а при 500 ° С - 55% від початкової міцності. Тому така сталь використовується для виготовлення вузлів, що працюють в умовах нагріву.
Для виготовлення зварних виробів із сталей цієї групи використовується більшість відомих методів зварювання плавленням і контактної і в деяких випадках - пайка. При пайку матеріалів цієї групи в залежності від пропонованих до з'єднання вимог можуть застосовуватися припої з низькою або високою температурою плавлення. Пайка припоями першого типу проводиться різними паяльниками або зануренням в рідкий припой зазвичай з використанням активних флюсів.
Більш міцні з'єднання виходять при пайку тугоплавкими припоями.
Окісна плівка, що утворюється на поверхні деталей при температурах понад 570 ° С, складається з закису заліза FeO, яка легко відновлюється воднем при 1000 - 1100 ° С і видаляється за допомогою флюсів. Нагрівання таких сталей у вакуумі або атмосфері інертних газів не дає окислення, і пайка в цих умовах можлива без флюсу.
Пайка сталей цієї групи рекомендованими припоями може проводитися в газовому полум'я, в печах з контрольованим середовищем або вакуумі, з індукційним нагрівом, в ваннах з рідким припоєм і з контактним нагріванням. При пайку в печах з відновлювальної атмосферою в якості припою широко застосовується мідь.
При пайку необхідно враховувати чутливість термічно оброблюваних сталей цієї групи до теплового впливу, що вимагає ретельного вибору температури плавлення припою і поєднання пайки з термічною обробкою.
Повна термічна обробка паяних сталевих з'єднань (включаючи загартування) не рекомендується через різних коефіцієнтів розширення стали і незалізній припоев, що може викликати місцеві руйнування паяних швів.