Сварочный электрод для сварки без подогрева и термообработки низко-и среднелегированных высокопрочных закаливающихся сталей

Сварочный электрод для сварки без подогрева и термообработки низко-и среднелегированных высокопрочных закаливающихся сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочным материалам , а именно к электродам для ручной электродуговой сварки высокопрочных закаливающихся сталей без подогрева и термообработки . Цель изобретения - повышение прочностных и пластических свойств металла шва. Электрод состоит из стержня, выполненного из сварочной проволоки Св ОЗХ13Н8М2ТСТ. и покрытия основного типа. Покрытие содержит, мас.%: плавиковошпатовый концентрат 10-15, рутиловый концентрат 30-35; двуокись титана 5-10; ферротитан 2-8; ферросилиций 4-10; слюда синтетическая 2-5; КМЦ 0,5-1,5; марганец металлический 2-6; доломит - остальное . Электрод обеспечивает сумму содержаний легирующих элементов в металле шва, таких, как марганец, кремний, хром, никель, титан, молибден, в пределах 22,0-24,5%. При этом коэффициент массы покрытия электродов составляет 37,3- 46,9%. Зтабл. сл

,Ф " Мь, ФФ,"/ 4 }ô

ССЛОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА/1ИС|И И-:СКИХ

РЕ СПУБЛИК (s))s В 23 К 35/365

ГОСУЛЛРСТ ВЕН} Ы и КОМИТЕ Г

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (с

СО

О

О

О V (21) 4664835/27 (22) 20.02.89 (46) 07.11,91. Бюл. ¹ 41 (71) Институт электросварки им. Е,О,Патона (72) В. Н.Липодаев, Ю, Н. Готальский, В.В,Снисарь, Э,Л.Демченко, О.И.Янкина, Л.В,Гришенко и А.Н.Бовсуновский (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 369999, кл, В 23 К 35/365, 21.12,71.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1594821, кл. В 23 К 35/365, 09.01.89. (54) СВАРОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СВАРКИ БЕЗ ПОДОГРЕВА И ТЕРМООБРАБОТКИ

НИЗКО- И СРЕДНЕЛЕГИРОВАННЫХ ВЫ-.

СОКОПРОЧНЫХ ЗАКАЛ ИВАЮЩИХСЯ

СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к электродам для ручной

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно электродам для ручной электродуговой сварки, и может быть использовано для сварки высок:..:прочных закаливающихся сталей во многих отраслях современной промышленности (машиностроении, судостроении, химическом и нефтехимическом машиностроении, оборонной технике и др.).

Целью изобретения является повышение прочностных и пластических свойств металла шва.

Дополнительное леп рование металла шва марганцем при введении его в покрытие электродов с сердечником из стали

ОЗХ13Н8М2ГСТ в предложенных пределах позволяет с учетом содержаниедругих легирующих элементов в шве обеспечить следу„„50„„1689007 А1 электродуговой сварки высокопрочных закаливающихся сталей без подогрева и термообработки. Цель изобретения повышение прочностных и пластических свойств металла шва. Электрод состоит из стержня, выполненного из сварочной проволоки Св ОЗХ13Н8М2ТСТ, и покрытия основного типа. Покрытие содержит, мас.%; плавиковошпатовый концентрат 10-15; рутиловый концентрат 30-35; двуокись титана

5-10; ферротитан 2-8; ферросилиций 4-10; слюда синтетическая 2-5; КМЦ 0,5-1,5; марганец металлический 2-6; доломит — остальное. Электрод обеспечивает сумму содержаний легирующих элементов в металле шва, таких, как марганец, кремний, хром, никель, титан, молибден, в пределах

22,0-24,5%. При этом коэффициент массы покрытия электродов составляет 37,346,9%. 3 табл. ющее соотношение фазовых составляющих, мас.%: остаточный аустенит 6-12, дельтаферрит 3-6, низкоуглеродистый мартенсит— остальное. При этом обеспечивается сочетание высоких прочностных и пластических свойств металла шва.

Выбранное соотношение остальных компонентов покрытия обеспечивает хорошие сварочно-технологические свойства электродов и технологичность их в изготовлении.

Оксид титана, вводимый в состав покрытия электрода в основном в виде рутилового концентрата, предназначен для обеспечения металлургических процессов сварки и сварочно-технологических свойств. Частичная замена рутила на порошкообразную двуокись титана (в указан1689007

lILIx f3 описании предел Ix) позволяет улучшить технологичность изготовления электродов и увеличить стойкость электродного покрытия против растрескивания при высокотемпературной и рекал ке. 5

Для оценки механических свойств металла шва были изготовлены методом опрессовки опытн ые электроды с сердечником из стали ОЗХ13Н8М2ГСТ 4

1 мм. 10

Состав покрытия опытных электродов представлен в табл. 1.

Опытными электродами сваривают без подогрева соединения стали 15Х2Н4МДА толщиной 40 мм. Качество сварных соеди- 15 нений в состоянии после сварки оценивают металлографическим анализом, а также определение«механических свойств образцов, вырезанных из металла шва, Результаты испытаний приведены в табл. 2. 20

Полученные результаты подтверждают благоприятное действие марганца металли-ческого на прочностные и пластические свойства металла шва при его содержании в электродном покрытии в пределах 2,0-6,0 25 мас. Увели 1ение количества марганца, ВводимоГо в покрытие свыше б мас., приводит к разупрочнению металла шва, а уменьшение его количества менее 2,0 мас. /, — к его охрупчиванию за счет откло- ЗО нения оТ оптимального фазового состава.

Как следует из табл, "!. сумма массовых долей легирующих элементов в металле шва при этом не должна быть ниже 22,0 мас. u превышать 24,5 мас. Д. Нарушение этих 35 пределов ведет либо к потере пластических сво IcTB шва, либо к его разупрочнению.

Были также изготовлены опытные электроды на стержнях иэ проволоки типа

ОЗХ1ЗН8М2ГСТ диаметром 4 мм с различ- 40 ными коэффициентами массы покрытия.

ОпытныMè электродами сваривают без подогрева и термообработки соединения стали 15Х2Н4МДА толщиной 40 мм. Из металла шва изготавливают образцы для оценки ме- 45 хани 1еских свойств, рентгеноспектральноIG и рентгенострукторного анализа, шлифы для металлографических исследований. Результаты исследования влияния коэффици-ента массы покрытия на фазовый состав и 50 механические свойства приведены в табл. 3, Полученныа результаты показывают, что изменение коэффициента массы покрытия в пределах 34,9-49,3 существенно влияет на фазовое соотношение, механические свойства при этом также изменяются. Установлено, что электроды исследуемого типа обеспечивают металл шва с механическими свойствами на требуемом уровне при коэффициенте массы покрытия в пределах 37,346,9%

Увеличение значения коэффициента массы покрытия приводит к увеличению массовой доли остаточного аустенита (poem ) и снижению дельтаферрита (дферр ), уровень прочностных характеристик металла шва резко снижается, Уменьшение значения коэффициента приводит к упрочнению металла шва и потере им пластических свойств, при этом уменьшается массовая доля остаточного аустенита и дельта-феррита. Наиболее приемлемыми механическими свойствами и оптимальным фазовым составом обладает металл шва, выполненный электродами с коэффициентом массы покрытия равным 42,0 мас. .

Таким образом, электроды обеспечивают удовлетворительные сварочно-технологические свойства при сварке, а также комплекс механических свойств на уровне основного металла, Формула изобретения

Сварочный электрод для сварки без подогрева и термообработки низко- и среднелегированных высокопрочных закаливающихся сталей, состоящий из стального металлического стержня, покрытия, содержащего карбонат щелочно-земельного металла, плавикошпатовый концентрат, рутиловый концентрат, ферротитан, марганец, ферросилиций, синтетическую слюду, карбоксиметилцеллюлозу, о тли ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочностных пластических свойств металла шва, металлический стержень выполнен из проволоки св ОЗХ13Н8М2ГСТ, состав покрытия дополнительно содержит двуокись титана, а в качестве карбоната щелочноземельного металла введен доломит, при следующем соотношении компонентов, мас. : плавикошпатовый концентрат 10 - 15; рутиловый концентрат 30-35; двуокись титана

5-10; марганец 2-6; ферротитан 2-8; ферросилиций 4-10; синтетическая слюда 2-5; карбоксиметилцеллюлоза 0,5-1,5; доломит остальное, при этом коэффициент массы покрытия составляет 37,3-46,9%, 1689007

Га блиц а!

Содержание инг реди нтов в пок рытии

Ингредиенты

1 2 3 4

Плавикошпатовый

16,0

15 0

8,0 10,0 13,0

36,0

11,0

9,0

l1,0

35,0

10,0

8,0

10,0

28,0 30,0 33,0

4,0 5,0 7,0

1,02050

3,0 4,0 7,0

7,0

6,0

4,0

1,0 2,0

6,0

2,0

2,0

5,0

1,5

9,5

1,0 2,0 4,0

0,2 0,5 1,0

53,8 44,5 26,0

Таблица2

ЕГС, N< Si, Мп, Cr, Ni, Мо, Т, 7.

Механические свойства

Фазовый состав

Покрытие î g 6 р о Ч р КСП

МПа МПа 7. 7 Дж/см

Остаточный аустенит, 7

-феррит

10, 0 45,0

31,0 90,0

35, 0 110

42, 0 115,0

50,0 140,0

11,0 22,0

2

4

Известное

Та блица 3

Фазовый состав

Механический свойства

Коэффициент массы покрытия, % д срерр.

God ь

МПа

6ВВ, e7 v KCU

KIa 7 7. Дж/см

12,0 45,0

30,0 90,0

35,0 110, 0

38, 0 115,0

45 0 130,О

9,0

16,0

19,0

18,0

20,0

1175, 0

1150, 0

1150,0

1120,0

860,0

960, 0

915, 0

860, 0

780,0

520, 0

2,0

5,8

5,4

3,0

2,8

3,5

8,0

10,0

12,0

14,0

34,9

37,3

42,0

46,9

49,3

Составитель Т. Арест

Редактор В, Бугренкова Техред М.Моргентал

Корректор Т. Малец

Заказ 3768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 концентрат

Рутиловый концентрат

Двуокись титана

Ферротитан

Ферросилиций

Марганец металлический

Слюда синтетическая

КМЦ

Доломит

20,2

22,0

23,0

24,5

25,1

24,0

8,0

9,0

13,5

11,8

9,8, 5,9

5,0

3,2

2,9

10,5

956,0

910, 0

848, 0

750, 0

545,0

610, 0

1180,0 6,0

1180,0 16,0

1120,0 18 0

1100, 0 18,0

876,0 21,0

750, 0 3,0