Состав электродной проволоки

Состав электродной проволоки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочным материалам, преимущественно для дуговой сварки в активных газах конструкций из легированных высокопрочных сталей, подвергаемых в процессе изготовления послесварочному высокому отпуску. Цель изобретения - стабилизация и повышение вязкости разрушения наплавленного металла шва и снижение степени его разупрочнения в результате высокого послесварочного отпуска. В состав электродной проволоки (ЭП) входят следующие компоненты, мас.%: C 0,04 - 0,14

SI 0,2 - 0,7

MN 0,6 - 1,8

CR 0,2 - 0,65

NI 2,1 - 3,4

MO 0,35 - 0,70

V 0,01 - 0,07

TI 0,01 - 0,15

AI 0,005 - 0,15

S 0,006 - 0,020

P 0,006 - 0,020

N 0,005 - 0,015

CA 0,02 - 0,08

FE остальное. Суммарное содержание V + TI + AL = 0,03 - 0,31 мас.%. Для получения металла шва (МШ) с пределом текучести σ<SB POS="POST">0,2</SB> = 700 - 750 МПа состав ЭП должен содержать NI в количестве 2,1 - 2,5%, а отношение 100-кратного содержания CKMN + NI(%) равно 1,9 - 3,8. Для получения МШ с пределом текучести σ<SB POS="POST">0,2</SB> = 750 - 800 МПа состав ЭП должен содержать NI в количестве 2,4 - 2,8%, а отношение 100-кратного содержания CKMN + NI(%) равно 0,95 - 2,8. Для получения МШ с σ<SB POS="POST">0,2</SB> = 800 - 850 МПа состав ЭП должен содержать NI в количестве 2,7 - 3,4%, а отношение 100-кратного содержания CKMN + NI(%) равно 0,9 - 2,6. Суммарное содержание V, TI и AL, равное 0,03 - 0,31%, позволяет снизить степень разупрочнения шва при высоком отпуске за счет дисперсионного твердения, обусловленного введением нитридных и карбонитридных фаз этих элементов по границам зерен. Строго определенное соотношение между C, MN и NI, а именно 100-кратное содержание CKMN + NI(%) равно 0,9 - 3,8 при содержании NI, равном 2,1 - 3,4%, позволяет обеспечить требуемый уровень вязкости отпущенного МШ при повышении его прочности от σ<SB POS="POST">0,2</SB> = 700 МПа до σ<SB POS="POST">0,2</SB> = 850 МПа. CA в количестве 0,02 - 0,08% способствует повышению вязкости разрушения отпущенного МШ под действием постоянной нагрузки и усиливает действие таких элементов как V, TI, AL. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

721 ) 4 362511/31-2 7 (22) 12. 01.88 (46) 15. 12.89. Бюл. 46 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона (72) В,Ф.Мусияченко, И.С.Мельник, Л.И.Миходуй, В.М.Кирьяков, С.Л.Жданов, В.Д.Позняков, А.К.Ющенко, В.Н.Никитин и О.И.Никольский (53) 621.791.042.2 (088.8) (56) Патент Англии И 1098834, кл. В 23 K 35/30, 03.06.65. (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварочным материалам, преимущественно для дуговой сварки в активных газах конструкций иэ легированных высокопрочных сталей, подвергаемых в процессе изготовления послесварочному высокому отпуску. Цель изобретения стабилизация и повышение вязкости разрушения наплавленного металла шва и снижение степени его раэупрочнения в результате высокого послесварочного отпуска. В состав электродной проволоки (ЭП) входят следующие компоненты,мас.3:

С 0,04-0,14 Si О ° 2 Оэ7; Мп Оеб 1 э8;

Cr 0,2-0,65; Ni 2,1-3,4; Мо 0,35

0,70; Ч 0,01-0,07; Ti 0,01-0,15; А1

0,005-0,15; S 0,006-0,020; Р 0,0060,020; N 0,005-0,015; Са 0,02-0,08;

Fe остальное. Суммарное содержание

V + Ti + Al 0,03-0,31 мас.ь. Для

„„SU„„ 162ß Ä A 1 (su 4 В 23 К 35/30, С 22 С 38/50

2 получения металла шва (Й11) с пределом текучести б 0, = 700-750 МПа состав

ЭП должен содержать Ni в количестве

2,1-2,54, а отношение 100-кратного содержания С к .1п+ Ni (X) равно 1,93,8. Для получения МШ с пределом текучести 60, — †7-800 МПа состав ЭП должен содержать Ni в количестве 2,4-2,8Ф,а отношение 100-кратного содержания С к Мп + Ni(X) равно

0,95-2,8. Цля получения МШ с 6

= 800-850 МПа состав ЭП должен содержать Ni в количестве 2, 7-3,4ь, а отношение 100-кратного содержания С к Мп + Л1(Е) равно 0,9-2,6. Суммарное содержание Ч, Ti u Al равное C

0,03-0,313, позволяет снизить степень раэупрочнения шва при высоком отпуске 3п счет дисперсионного твердения, обусловленного введением нит- С ридных и карбонитридных фаз этих элементов по границам зерен..Строго определенное соотношение между С, Мп и Ni, а именно 100-кратное содержание С к Мп + Ni(X) равно 0,9-3,8 при содержании Ni равном 2,1-3,4Ф, позволяет обеспечить треб .емый уровень вязкости отпущенного Мш при повышении

его прочности от 6 0,q = 700 МПа до бо,, = 850 МПа. Са в количестве 0,020,084 способствует повышению вязкости разрушения отпущенного MIJ под действие : постоянной нагрузки и усиливает действие таких элементов как Ч, Ti, Al. 3 э.а.ф-лы, 2 табл.

1528632

Изобретение относится к сварочным материалам, преимущественно для дуговой сварки в активных газах конструкций из легированных высокопрочных сталей, подвергаемых в процессе изготовления послесварочному высокому отпуску.

Цель изобретения - стабилизация и повышение вязкости разрушения наплавленного металла шва и снижение степени егО разупрочнения s результате высокого послесварочного отпуска.

Соблюдение условно суммарного содержания карбидообразующих элементов ванадия, титана и алюминия в составе сварочной проволоки в пределах 0,030,314 позволяет даже при сварке в сильно окислительных защитных средах снизить степень разупрочнения шва при 20 высоком отпуске за счет дисперсионного твердения, обусловленного выделе- нием нитридных и карбонитридных фаз этих элементов по границам зерен °

При суммарном содержании в прово- 25 локах ванадия, титана и алюминия ниже указанных пределов, а их отдельное содержание при этом находится в пределах рецептуры состава, наблюдается существенное разупрочнение наплавлен- ЗО ного металла в результате высокого отпуска. В случае превышения у,<азанно-, предела по суммарному содержан.1ю ванадия, титана и алюминия имеет место снижение хладостойкости отпуценн э наплавленного металла, что связано с повышенной его загрязненностью выделившимися частицами нитридов и карбонитридов этих элементов.

Снижение вязких свойств металла шва s результате высокого отпуска

40 вследствие дисперсионного твердения восполняется правильным выбором соотношения между содержанием углерода, марганца и никеля в проволоке в зави- 4. симости от требуемого уровня прочности металла шва.

Для комплекснолегированного шва системы С-Cr"Mn-Ni-Мо простое повышение содержания никеля в нем не поз- >О воляет компенсировать частичное падение вязкости, обусловленное у прочнением дисперсными частицами натридов и карбонитридов.

Для обеспечения требуемого ровня вязкости отпущенного металла шва при повышении его прочности от бо, =

700 МПа до бод = 850 Mila, необходимо соблюдение строго определенных соотношений между содержанием углерода, марганца и никеля в проволоке, а именно отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля должно быть равно

0,9-3,8. Причем для получения металла шва с пределом текучести бод = 700"

750 МПа состав электродной проволоки дслжен содержать никель в количестве

2,1-2,54 при отношении стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля, равному

1,9-3,8 для получения металла шва с б од = 750-800 МПа; содержание никеля в проволоке должно быть равно 2,42,84 при указанном соотношении углерода, марганца и никеля, равном 0,952,8, а для получения металла шва с

6 p,q = 800-850 МПа содержание никеля равно 2,7-3,43 при соотношении углерода, марганца и никеля, равном 0,9-2,6 °

° При значениях выявленного соотношения углерода марганца и никеля ниже

0,9 прочностные показатели металла швов данной композиции находятся ниже. установленных требований (ниже 800 МПа) .

Если укаэанное соотношение больше

3,8, то наблюдается превышение прочностных свойств отпущенного металла шва более 750 МПа при существенном снижении показателей вязкости разрушения в условиях статической усталости (величина критического раскрытия трещины снижается до 0,04-0,05 мм).

Дополнительным фактором, способствующим повышению вязкости разрушения отпущенного металла шва под действи ем постоянной нагрузки, является микролегирование проволоки кальцием в количестве 0,02-0,083, что объясняется более высокой степенью раскисленности шва и уменьшением отрицательного влияния серы и фосфора в нем в виде неметаллических включений на показатели статической усталости. Кроме того, кальций в данной композиции усиливает действие таких элементов, как V, Ti, Al. Примеры выполнения предлагаемой электродной проволоки представлены в табл..1.

Оценку механических свойств металла шва производят, как в состоянии после сварки, так и после высокого отпуска (режим отпуска: TC = 620ОС, = 4 ч). При этом наряду с испытаниями металла шва на ударный изгиб на образцах с надрезом по Иарпи, производится оценка величины критическо5 15286 го раскрытия трещины 8, при статическом трехточечном изгибе с одновременным определением температуры перехода металла шва в хрупкое состояние из усл вия обеспечения 50ь-ной

5 волокнистой составляющей в изломе.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Из результатов испытаний видно, что при содержании элеме-тов в проволоке ниже предлагаемых пределов не обеспечивается требуемый уровень прочности металла шва, имеет место существенное его разупрочнение в ре- 15 зультате отпуска. В то же время при содержании элементов в проволоке выше предлагаемых пределов шов приобретает черезмерно высокую прочность при недопустимо низких значениях вязкос- 20 ти, как в состоянии после сварки, так и после высокого отпуска.

На основании этого можно сделать вывод, что предлагаемая проволока позволяет стабилизировать и повысить 25 показатели вязкости разрушения металла шва при статическом нагружении, а также снизить степень его разупрочнения после высокого послесварочного отпуска сварных соединений из высоко- 30 прочных легированных сталей.

Применение предлагаемой проволоки

Ф в производстве тяжелонагруженных машин и механизмов позволяет улучшить качество сварных соединений и повысить эксплуатационную надежность

35 сварных конструкций, работающих в условиях низких климатических температур.

Формула и зобрет ения

1. Состав электродной проволоки преимущественно для сварки высокопрочных легированных сталей в актив- 45 ных защитных газах, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, алюминий, серу, фосфор, азот, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью стабили32

О эации и повышения вязкости разрушения наплавленного металла шва и снижения степени его разупрочнения в результате высокого послесварочного отпуска, состав дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Углерод 0,04-0,14

Кремний 0,2-0,7

Марганец 0,6-1,8

Хром 0,2-0,65

Никель 2,1-3,4

Молибден 0,35-0,70

Ванадий 0,01-0,07

Титан 0,01-0,15

Алюминий 0,005-0,15

Кальций 0,02-0,08

Сера 0,006-0,020

Фосфор 0,006-0,020

Азот 0,005-0,015

Железо Остальное при этом суммарное содержание ванадия, титана и алюминия должно быть в пределах 0,03-0,31 мас.ь.

2. Состав по п ° 1, отличаюшийся тем, что, с целью получения металла шва с пределом текучести

700-750 МПа, состав содержит никель в количестве 2,1.-2,5ь, а отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля равно 1,9 — 3,8.

3. Состав по и. 1. о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения металла шва с пределом текучести 750800 МПа, он содержит никель в количестве 2,4-2,8ь, а отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля равно

0,95-2,8.

4. Состав по и. 1, отличаюшийся тем, что, с целью получения металла шва с пределом текучести

800-850 МПа, он содержит никель в количестве 2,7-3,4ь, а отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля равно 0,9-2,6.

1528632

4

1 С! R

1 I

1 1 +

1 e!

1- C:

ОI X

1 л ! а л

1 I1 О

I О

1 GI

1 (т в — — — -

Ch сс) сЧ 00 0 свЪ И 0 С Ъ Ф OO

О И О с Ъ И О а в л в л а

И РЪ СЧ - б (РЪ ОЪ Ch ОЪ Ch Ch

Ch - 0

N O 1 И

Л GQ lrl Ch а в л с Ъ 1 Ф

ОЪ Ch ОЪ О

ИОЪСО Ch сч О сО И

О И Л 0

a ° а а

И св) ОЪ ЯЪ ОЪ Ch

СвЪ С"Ъ С Ъ

ОЪ - -Ф

О0 сч Ю в в л О Ф

Ch Ch Ch

1

1 !

1

1

I 9

1

I

1 63

1 O

Фсо 1

-ОО

° в а

О О О

Л

И 0 И - 0 О

ОО - - -О а л в а в е

ОООООО

1

1 !

1

1 л

1

Г 3

СвЪ

О

OQ

- О в в

О О

И

O И N ЛЪ CQ Ch СО OO

ОО -ОООО л л в а е л в е

ÎÎÎÎÎÎÎÎ л

О I

Л

О е

-с! 0 100

ОООО л а л в л а

ОООООО

I

1 ! )

СЧ

И

ОО -О а в е л

ОООО

I О ф, 1

И О

О

I !

I О

СЧ !

Р 1 л

1

1 в4

1

1

1

I 0 —

I

3

1."Ъ Q сЪ Ю в л

G о Ъ

Ю

О л а Л сч

° в

1

1 И I

1 I !

1Y iX 1

Ф О О

С Z (О X

С Ъ Са О Y

ОаСО

Ъ И ОЛ

I!

1!

1

Щ 1

1 !

1 С

1О

CO 1

) I- 1

1

1

I

1

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

1

I

1 !

1

1 ! !

1

1

1

1

I

I

I

1

1

IO

E л

Э

Х

О

С

IO

О а

)X

О

Z (О а

1Y

С с )

О

IZ

Ф

Э

0Ъ

Ф

Z

Щ

% а

Э

ct

О э

Q о Ъ И Св) OQ 1

О И ОЪ СЧ СО 0 СО СЧ аЪ 0 И СЪ ОЪ 0 И И I в л в л л в в в л в л в в в л л

С M СЪ СЧ СЧ O СЧ СЧ O СЧ СЧ 1

Q И ОЪ 1

С!Ъ Ch И СО Св! О И N О И < СЧ < l

О О СЧ С! СЧ СЧ СЧ вЂ” O СЧ вЂ” W СЧ C О С Ъ в в в л е в в в в в в л л е в а

О О О О О О О 0 О О Q О О О О О О

N Q О о1 СЧ О N OQ И M О N О OQ О

О - - - - -ОO - - - - NO

О О О С О О О О О О О О О О О О О в в л в а в в а в а а в л a a е а

О О О О О О О О Q O О О О O O О О

ИСЧС ЪKChОСЧGOОN-И-00СвЪО

О ОО -Осч - сч

О О О С О О О О О О О О О О О О О в в л a a л a a a л л а л л в в в

O G O C O O O O O Q O Q O O O G G

ИОO О О С!ЪС>ЛЛGOСООСЧ

О---счсО--ОООΠ— О-с ъО 0 О О Q С90 Q Q О О О Q О Q О О л в a a в л a a в в в в a a в a a

О G О О О О О О О О О О О О О О О

О

10 10 СО ОЪ Со И W N У Л ЪО О \ С

О О О О О O О О О О 0 О О О а в л a a а в в а в а в л а

О О О О O О О О О О О О О О

И

0счchchсчлл сч

O ОO -ОOC в л в а л л a a в

I QOQOOOOOO

И

О .с и с т 0 с ъ - 0 сч

OOOOOOOGOOOO а л в л а в а л a a a a

OOOOOOOOOOOO

ИО -И И Л И И N Ch о Ъ о\ о Ъ 0 И С Ъ Ф И 1 И 2 GO свЪ л а в в в а е в а в ° а в а в

О О О О О О О О О О О О О О О ф сЧ

O-Св1 ИNИ <СОO NСО1 DN ОС Ъ л а л в е в в е в е в в а а л е

N N N СЧ N N С 4 4 W л4 С 4 N С Ъ Са\ С"Ъ N

O И О O И оЪ оЪ О И О И О в О Т свЪ ОЪ б" Св! СЧ И 0 W И 0 СвЪ Ф в л а а л в а л л в а л а. а л

OOQOOОO-OОООOOООО

О И - И о\

СО СЧ ОЪ OQ (! О Л О Ch е в л е л а е а л — ОО-О-О

И О И О 0 И О И - оЪ И СЧ Л И I

ЛОЪО ЪИ WСЧИС ЪСЧ ОСО С Ъ! в в л л в л л л а л л л в ° а л л

O0 O O О О О О О О Q O O О О OO

И с 4 И

СЧ N Л N Св! Ch Ch И N D O Ch i0 И 0 ъО

О -О - ООООО -ОQО - -О в л л а в в в в а в в е а в а л а

О О О О О О О О О О О О О О О О О

9 дР

> О 1 о

1 1

1 I 1

? 1 I 1

Ес> I

О 1 00!

a!!ф с

>ГС1

Я 1 I 1 I щ се! а < Cits

C4D е — — —-? дЕ 1

Q 1 1

C 1 1

Э CI 1 1

«О

О ? >-0 !

CL

Щ

Ф

О

Э с

О о

X

Z

К о

>О о

О

1

> о а

IЫ

Э с

I о а х

С Y о

»х с о о

Йс, Z Ф

CQ

О с

Iо о

I о

Y о

О

23

Ф

Э с

О о

S

Z

К о

IО о

1 1

1 I

I 1 и х 1 с

1 I

1 1

1 1 1

1 1 1 ! 1 CD 1 л I

1 1 1 1

1 1 1

1 (е> 1 1

1 XI 1

1 О> Ю 1

1 a> 1

1 %1 1 1

1 >:3! 1

1 е4 I

1 )1 1

1 01 О 1

:С! ГЧ

1 +

I I I в 1

I N CQ I

1 1

1 О Е 1

1 I

ГО

1 I

1 1 а 1

1 I

I х() 1

0 > 1

1 1 (1 1

1 L> 1

>СО Z

1 I

1 1

1 1

1 1 I

1 1 I

1 1 I

I 1 О >

> 1 Л

I 1 I 1

1 I 1

I l l

I 1 1

1 <Ч I 1

1 Z 1 CD I

1 О 3

1 1 1 1

1 36 1 1

cf.

I 1 1 в 1

1 ) 1 1

1 О 1 О 1

1 Y 1 N I

1 I

1 1 1

l l

1 1

1 I

1 1

N >>> 1

1 1

1 О 1

1

1

I

I

1

I

1528632

>О о

Ю

C>I

>0

cl

10 о

Э

Z

CI о

I»

L> о

Х

CL х

Ф о

cZ

)(Э а

Э

Э

Э

)Д

X

1g

I2>

О

2l

IIQ

Iс л

>II а

2l

Э

Ф а

Iа

С13

?

Э

Cf О

Эо

Ф

X а х

С: I—

LA СО 00 1

«-з а w со со — а о л а О л сп

Г4 a a a a «a a a a в a aN

Лфф Мео Лфoo Лъо Лме- 1

1

1

О О О О LA LA LA Л О О а О О а О О 1 аа-: LA мм м ммО а

1 1 I 1 1 > (I 1 1 1 1 I I + 1 I 1

1 О а ГЧ М Г 4 — CD e- N — Ch L0 ЪО Сп М а -.3. 1

О О О О О е — О 1

a ° «е ° в ««а в ° в ° в в

ООООООООООООООООО I

1

00 0 LACOL0 0 МW ЛСО О ОСОL0 N О 1 а с > е- a »- е- Л

1

O CO L0 Cn N O N R C0 O R CO N Ca C O iO I

МN ГЧ N ММNNN МNNNN е-е 1

1

>Л I

О LA 10 О >е4 Со О О К) СО О 1О 00 а LA 1

С>1 00 сО сО 1- Л 0 0 а О >Л LA -4 00 - 1

CD 1 а О О LA О О LA LA О О а а а O N О >Л 1

cn cn О м а а со w в o o cn m а О л о а о ллллl лl с000лсО00 - оw 1

1

N LA O O О О О а а а О N.N O а а О 1

NNNL0 аа .й 3. Ф м - NN 1

1 1 I 1 1 I 1 I 1 1 I 1 l 1 I 1 1 I

LA I

00ъО-0 а е N МамОф Caiе — С> ЛъО I

° е ° е»е — е »-ОООО О I в в a a a a a в в a a в a a a a

ООООООООООООООООО>

1

О а >е4 е.о е,о >Ч СО CD Co 3 ео ф е — CO М I

МNNNNN NNNNNNN е — N в- 1

I

Л 0 М 00 О СО Сп >Ч 0 N «в CO 0 О CO LA Ch >

mmм< МN мммммmm <»- 1

I

CD 1

NOiО Г Се>iо LACOСО ГЧ аО СЧ O N I

-cncn00сОсОлл о о о о о оасла

1

О I

О аааО а>лааО О >лаалО О 1

c0 w L0 oo oo О Ф iо т л 3 О ф ъо cn I ъо Г Г.Г 00СО0000СО0000 ФCO Г.! 1

) I

1

О ° ГЧ М >ЛЯ Л 1

>Ч М Ф LA|0 Ca 00 Ое ° е — е — »» ° е — е е >