Сталь

Сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАЛЬ преимущественно для сварочной проволоки, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, никель , алюминий, кальдий, ванадий, редкоземельные металлы, железо, отличающаяся тем, что, с целью повыщения прочности и пластичности сварного соединения, отпускоустойчивости металла щва и уменьщения склонности к образованию холодных трещин , она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 0,04-0,10 Кремний 0,4-1,0 Хром 1,8-3,5 Марганец 0,6-2,5 Молибден 0,2-0,5 Никель 0,8-4,0 Алюминий 0,01-0,08 Кальций 0,01-0,03 Ванадий 0,10-0,25 Редкоземельные 0,01-0,03 металлы Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1167235 СЕСою у у ! я 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3700180/22-02 (22) 23.12.83 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) Л. М. Клейнер, Л. Д. Пиликина, И. В. Толчина, В. К. Некрасов, В. P. Софронов, P. И. Энтин и Л. И. Коган (53) 669.14.018.2-194 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 821105, кл. В 23 К 35/30, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 655744, кл. С 22 С 38/50, 1979. (54) (57) СТАЛЬ преимущественно для сварочной проволоки, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, никель, алюминий, кальций, ванадий, редкоземельные металлы, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и

4

Углерод 0,04 — 0,10

Кремний 0,4 в 1,0

Хром 1,8 — 3,5

Марганец 0,6 — 2,5

Молибден 0,2 — 0,5

Никель 0,8 — 4,0

Алюминий 0,01 — 0,08

Кальций 0,01 — 0,03

Ванадий 0,10 — 0,25

Редкоземельные металлы 0,01 — 0,03

Железо Остальное

1167235

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям для сварки конструкций из низкоуглеродистых малолегированных мартенситных сталей повышенной прочности, предназначенных для сложных сварных конструкций ответственного назначения толщиной до 300 мм.

Известен состав сварочной проволоки для сварки низкоуглеродистых мартенситных сталей (1), содержащий следующие компоненты, мас. /ц..

Углерод 0,02 — 0,10

Кремний 2,0 — 3,0

Марганец 0,3 — 1,0

Хром 10,0 — 14,0

Никель 4,0 — 8,0

Молибден 1,0 — 1,5

Кальций 0,01 — 0,05

Церий 0,01 — 0,06

Медь 0,3 — 1,0

Не менее одного элемента из группы титан, цирконий, алюминий 0,01 — 0,10

Железо Остальное

Эта проволока имеет повышенное содержание хрома и никеля и не обеспечивает равнопрочности сварного соединения.

Наиболее близкой к предлагаемой стали для сварочной проволоки по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь состава (2), мас. /o .

Углерод 0,15 — 0,25

Кремний 0,35 — 0,70

Марганец 0,40 — 0,60

Хром .4,0 — 6,5

Молибден 0,4 — 0,65

Никель 0,10 — 0,50

Медь 0,10 — 0,30 35

Алюминий 0.01 — 0,10

Ванадий 0,01 — 0,20

Титан 0,01 — 0.10

Кальций 0,005 — 0,08

Магний 0,005 — 0,05

РЗМ 0,01 — 0,10

Азот 0,005 — 0,06

Железо Остальное

Недостатком такой стали при использовании ее в качестве сварочной проволоки, является низкая пластичность металла шва 45 и склонность к образованию холодных трещин.

Цель изобретения — повышение.прочности и пластичности сварного соединения отпускоустойчивости металла шва и уменьшения склонности к образованию холодных трещин.

Поставленная цель достигается тем, что сталь преимущественно для сварочной проволоки, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, никель, алюминий, каль- ций, ванадий; редкоземельные металлы, железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас. /о..

Углерод

Кремний

Хром

Марганец

Молибден

Никель

Алюминий

Кальций

Ванадий

Редкоземельные металлы 0,01 — 0,03

Железо Остальное

Содержание хрома, марганца, никеля и молибдена в указанных пределах обеспечивает высокую устойчивость переохлажденного аустенита (прокаливаемость) и устранения бейнитного превращения при охлаждении, которое приводит к понижению прочности и пластичности, что важно для толстых листов и многослойных конструкций.

Добавка молибдена устраняет склонность к отпускной хрупкости, что важно при осуществлении отпуска после сварки при

500 — 600 С.

Содержание углерода менее 0,04 /ц снижает устойчивость аустенита в интервале температур аустенитно-ферритного превращения, а выше 0,10 /< увеличивает склонность к образованию холодных трещин.

Введение кальция приводит к раскислению и десульфурации металла шва, изменяет форму неметаллических включений (глобулярные включения). Добавка кальция снижает содержание в шве кислорода. Вследствие этого снижается склонность к образованию холодных трещин в сварном соединении.

Введение кальция менее 0,01 / незначительно влияет на эти характеристики, выше

0,03 /> Са нежел ательно из-за ухудшения технологических свойств, в особенности деформируемости стали.

Введение в сталь Р3М, а именно церия и лантана, в указанных пределах дополнительно повышает пластичность шва за счет снижения содержания газов, связывания серы и изменения формы (глобулизации) неметаллических включений, особенно сульфидов.

Содержание суммы церия и лантана ниже 0,01 /< не оказывает существенного влияния, а более 0,03 /< образует избыточную фазу на границах зерен и понижает ударную вязкость.

Проволоку изготавливали из электродуговой стали. Производили автоматическую сварку (под флюсом AH348) стали

10ХЗГНМЮА листов толщиной 20 мм проволокой И 4 мм предлагаемой и известной сталей, состав которых указан в табл. 1.

После закалки с t =900 С на воздухе и отпуска 550 С образцы имели свойства, приведенные в табл. 2.

1167235

Таблица 1

Предлагаемая сталь

1 Оэ04 0>40 0>60 3>2 2 ° 10 0>30 0>030 0>10 0>025 0>015 остал ьное

2 0>07 1>00 0>90 1>8 0>8 Оэ20 Оэ010 0>010 Оэ20 OъOIO 0>020 0>015 - То же

3 О ° 10 О ° 7 2ъ5 3э5 4эО 0>50 Oэ04 0>020 0>25 0>03 0>015 0>02

Иавестная сталь

4 Оэ20 Оэ37 0>5 4 ° О 0>5 .О ° 4 О ° 10 0>007 0>09 Oэ l О ° 015 Оэ01 Oэ l

О 2 -">

Таблица 2

Предлагаемая сталь

61,0

18,0

96,0

112,0

118,0

124,0

16,0

60,0

95,0

108,0 12,0 57,0

Известная сталь

60,0

55,0

15,0 51,0

В табл. 3 даны механические свойства сталей.

Свойства металла шва с проволокой известной и проволокой состава 3 после закалки и отпуска при 300 С даны в табл 4.

Из табл. 4, видно, что отпуск при

=300 С не разупрочняет шов, полученный с применением проволоки предлагаемого и известного составов, а отпуск при 3=550 С

1О разупрочняет шов с проволокои известного состава и не разупрочняет — с проволокой предлагаемого состава. Склонность к образованию холодных трещин проверяли сравнительными испытаниями сварных соединений, полученных - сваркой стали 10ХЗГНМ с применением проволоки состава 3 и известного.

Сварное соединение выдерживали не. посредственно после сварки в условиях двухосного напряженного состояния при напряжениях — 6aarp., равных 0.85 +oa и

1,1баа в течение 72 ч.

В сварном соединении, полученном с применением известной проволоки, трещины образовались через 10 ч.

В сварном соединении, полученном с применением проволоки предлагаемого состава, трещины не образовывались после выдержки в течение 72 ч., следовательно, это сварное соединение не склонно к образованию холодных трещин.

Экономический эффект обеспечивается за счет исключения промежуточных отпусков для снятия напряжений в сварных швах.

1167235

Таблица 3

Температура отпуска> С

Металл

Механические свойства

118,0

)16,0

84,0

102,0 ! 04,0

73,0

60>0

63,0

72 >О

l6 O

17,0

18,0

14,0

16,0

20,0

lO 5

9,8

14,0

13>0

11,5

16,5

650

109 0 !

07,0

82,0

85,0

55,0

56,0

14,0

16 0

7,5

8,0

6,0

6 5

5 0

6,0

550

118,0

116,0

Шов с проволокой состава 2

90,0

94,0

54 0

56>0

13>0

l4 0

7,0

6,0

5,0

4,5

4,0

4,5

550

118,0

)21,0

100,0

105,0

52,0

54,0

Шов с проволокой состава 3

l3i0

13,5

6 5

6,0

5,0

4,5

5,5

4,0

550

72,0

56,0

57,0

52,0

45 0

48,0

Шов с проволокой прототипа

11,5

l3,0

3,0

4,5

2,5

3,5

2,0

2,5

550

Таблица 4

Шов с проволокой состава 3

300

Шов с проволокой состава 4

74,0

300

Составитель В. Брострем

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4392/29 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

:Основной

> т

:йе

° i -- шОв с проволо-кой..coyssвa

>.> бь ф 64> KCV+aa. KCV p KCV ao гс/мм кгс/мм 1>,X h,X кгсм/см кгсм/см кгсм/см

119>0 )03»0 )3>0 52>0 6>5 5 ° 0 6>0

58,0 12,0 46>0 3,5 2,0 2,5