Приведенный состав стали 16ГНМ свидетельствует о том, что она легирована марганцем, никелем и молибденом. Такое легирование принято для того, чтобы получить более высокие механические свойства, чем у стали 22К (табл. 100).
С этой же целью электрошлаковую сварку стали 16ГНМ рекомендуется выполнять электродной проволокой Св-10НМ (ГОСТ 2246), легированной никелем и молибденом. Механические свойства металла шва, выполненного проволокой Св-10НМ, приведены в табл. 101.
Таблица 100. Требования, предъявляемые к механическим свойствам стали 16ГНМ и 22К техническими условиями ГКП-1-57
Сталь | Температура °С | Предел текучести, кГ/мм2 | Предел прочности, кГ/мм2 | Относительное удлинение, % | Относительное сужение, % | Ударная вязкость при +20°С, кГ-м/см2 |
16ГНМ | ≥20 ≥370 | 32 26 | 48 - | 18 - | 45 - | 7,0 - |
22К | 20 320 | - ≥18 | 44 - | 20 - | - - | 7,0 - |
Таблица 101. Механические свойства металла шва на стали 16ГНМ, выполненного электрошлаковой сваркой проволокой Св-10НМ.
Состояние испытываемых образцов | Температура испытания, °С | Предел текучести, кГ/мм2 | Предел прочности, кГ/мм2 | Относительное удлинение, % | Относительное сужение, % | Ударная вязкость, кГ-м/см2 |
Отпуск при 650°С | 20 | 40,0 | 56,0 | 24,0 | 67,0 | 12,8 |
320 | 36,0 | 57,0 | 21,0 | 50,0 | - | |
Нормализация при 915°С с последующим отпуском при 650°С | 20 | 33,0 | 51.0 | 28,0 | 67.0 | 17,5 |
370 | — | 46,7 | 23,4 | 65,2 | 17,0 |
Из таблицы видно, что механические свойства металла шва, выполненного электрошлаковой сваркой стали 16ГНМ проволокой Св-10НМ, даже после такой термообработки, как отпуск, полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к механическим свойствам самой стали.
В последнее время появились сведения о том, что отпуска сварных соединений вполне достаточно и для восстановления свойств основного металла в зоне перегрева. Это означает, что сталь 16ГНМ обладает весьма важным достоинством по сравнению с другими сталями, из которых изготовляются конструкции с применением электрошлаковой сварки.
Режим электрошлаковой сварки стали 16ГНМ несколько отличается от режима сварки углеродистых и других низколегированных сталей более низкими значениями сварочного тока. Например, сталь 16ГНМ толщиной 135 мм рекомендуется сваривать одной электродной проволокой при токе 500—550 А.
В последнее время вместо стали 22К начинают использовать низколегированную сталь марки М. Она находит применение в транспортном машиностроении, в производстве химической аппаратуры, в судостроении и других отраслях промышленности. Из стали М разрешено также изготовлять сосуды, работающие при давлении до 60ат и температуре до 400°С.
Выпускается эта сталь по ЧМТУ ЦНИИЧМ 157—59. Согласно указанным техническим условиям химический состав стали М должен быть следующим: 0,12% углерода, 0,30—0,60% кремния, 1,30—1,70% марганца, 0,15—0,40% меди, 0,01—0,03% титана; 0,3% никеля; 0,3% хрома, 0,045% серы и 0,04% фосфора.