Останавливаясь на этом вопросе, следует отдельно рассмотреть соображения об определении оптимального содержания углерода и о выборе основных легирующих элементов, связывая оба эти вопроса с требованиями, предъявляемыми условиями эксплуатации к низколегированным маркам стали. Существует два направления в вопросе о выборе оптимального содержания углерода в стали: потребители низколегированной стали, как правило, настаивают на максимально возможном сни­жении содержания углерода, металлурги — поставщики стали - придерживаются противоположных взглядов. Причина этих рас­хождений состоит в том, что потребитель такого рода стали прежде-всего заботится о хорошей, если не сказать отличной, сваривае­мости стали, возрастающей со снижением содержания углерода, о ее технологичности (штампуемости, легкости раскроя на ножни­цах) и хладнопрочности. Металлурги же, учитывая все эти требо­вания, не могут отрешиться еще и от забот об экономичности стали, о необходимости применения для низкоуглеродистых марок стали, при содержании марганца свыше 1,0 %, электропечного дефицит­ного силикомарганца или металлического марганца. Каждая из этих точек зрения обычно хорошо и убедительно обосновывается заинтересованными сторонами, но правильное решение следует искать не в их столкновении, а в трезвом учете конкретных условий назначения стали. Там, где вопросы свариваемости и старения опре­деляют безопасность, прочность и долговечность работы конструк­ции, следует идти по пути применения низколегированной стали: с пониженным содержанием углерода. И наоборот, там, где не­сколько более высокое содержание углерода может вызвать только небольшие технологические осложнения, необходимо идти по пути повышения содержания углерода, при одновременном снижении содержания легирующих элементов и, прежде всего, марганца.
Взаимосвязанность содержания углерода и легирующих эле­ментов в низколегированных сталях определяется их совместным влиянием на порог хладноломкости и требованием получения хоро­шей свариваемости стали в зоне сварного шва. Трещины в зоне
сварного шва чаще всего возникают из-за образования здесь участ­ков мартенсита или других метастабильных структур. Чем больше будет содержание углерода и легирующих элементов в стали, тем скорее быстрое охлаждение металла от температуры расплава фор­мируемого шва до температуры основной массы металла будет при­водить к местной закалке (или подкалке) материала, с развитием здесь высоких напряжений и трещин.
Отсюда два способа борьбы со склонностью стали к образо­ванию трещин в зоне сварного шва: 1) снижение скорости охлаж­дения околошовной зоны и зоны сварного шва, например, предва­рительным подогревом всей детали или свариваемого участка, при­менением повышенных режимов сварки; 2) снижение критической скорости закалки исходной стали и ее склонности к росту величины зерна. Таким образом, второй способ ограничивает суммарную легированность стали и содержание в ней углерода. Хотя первый спо­соб борьбы с образованием горячих и холодных трещин в некоторых случаях и дает превосходные результаты, как например, при сварке моста через реку Саву в Загребе (Югославия), тем не менее - значение второго способа как основного на данном уровне сварочной техники, не может быть преуменьшено.
Основным показателем хорошей свариваемости низколегиро­ванной стали является прежде всего достаточно низкое содержание углерода. Этому требованию отвечает большинство марок низко­легированной стали ГОСТ 5058—57, приводимых в табл. 17 и 18.
Этому же требованию отвечают почти все марки низколегированной стали, применяемые в США, Англии, ФРГ, Чехословакии, Румы­нии, Польше, Австрии, Франции, Бельгии, Италии и Японии
(табл. 19).
Учитывая взаимозависимость и взаимосвязанность содержания углерода и легирующих элементов в их влиянии на свариваемость стали, Плуммер предложил определять свариваемость стали по эквивалентному содержанию углерода, которое вычисляется по формуле