Материал для сварки никеля

Материал для сварки никеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: сварочный материал содержит карбид титана. Зерна карбида титана покрыты одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве 2-6% от массы карбида титана. Сварочный материал может быть использован виде шихты порошковой проволоки, флюса или электродного покрытия. Шихты порошковой проволоки содержит 4-6% карбида титана , никель остальное. Флюс содержит, мас.%: мрамор 10-20, глинозем 15-20, плавиковый шпат 60-70, карбид титана 1-7. Электродное покрытие содержит, мас.%: мрамор 40-50; плавиковый шпат 30-40, полевой шпат 3-7, двуокись титана 1-3, бентонит 2-4, карбид титана 8-16. Материал позволяет повысить прочностные свойства и коррозионную стойкость металла шва. 3 з.п.ф-лы, 11 ил., 6 табл. в

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 35/36

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886711/08; 4886712/08; 4898915/08 (22) 30,11.90 (46) 15,04.93, Бюл. М 14 (71) Пермский политехнический институт (72) M.Н..Игнатов, В.П.Кораблев, А.М.Ханов, Л.Е.Прокопьева, С.А.Казанцев и M,fl.Øàëèмов (56) Авторское свидетельство СССР

М 380416, кл. В 23 К 35/362, 11.02,72..

Авторское свидетельство СССР

М 617214, кл. В 23 К 35/365, 13.12.76.

Авторское свидетельство СССР

М 539729, кл. В 23 К 25/368, 02.12.75.

; . (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ СВАРКИ НИКЕЛЯ (57) Сущность изобретения: сварочный материал содержит карбид титана. Зерна карИзобретение относится к сварочным материалам, а именно к составам шихты порошковой проволоки, предназначенным для дуговой сварки в защитных газах конструкционных материалов, преимущественно никеля.

Целью изобретения является повышение прочностных свойств и коррозионной стойкости металла сварного шва.

Цель достигается тем, что в известных составах сварочных материалов, содержащих карбид титана, зерна его покрывают одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве 2-6 от массы карбида титана. При этом, если материал используют в качестве шихты порошковой проволоки, он содержит 4 — 6% мас. карбида титана, никель — остальное.

„„Я „„1808591 А1 бида титана покрыты одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве

2-6 от массы карбида титана. Сварочный материал может быть использован виде шихты порошковой проволоки, флюса или электродного покрытия. Шихты порошковой проволоки содержит 4 —.6 карбида титана, никель остальное. Флюс содержит, мас. . мрамор 10-20, глинозем 15 — 20, плавиковый шпат 60 — 70, карбид титана 1 — 7.

Электродное покрытие содержит, мас. : мрамор 40-50; плавиковый шпат 30 — 40, полевой шпат 3-7, двуокись титана 1 — 3, бентонит 2-4, карбид титана 8 — 16. Матерйал позволяет повысить прочностные свойства и коррозионную стойкость металла шва. 3 э.п.ф-лы, 11 ил., 6 табл. Если материал используют в качестве флюса, то он содержит, мас.%: 110 — 20 мрамора, 15-20 глинозема, 60-70 плавикового шпата и 1-7 карбида титана, В случае использования материала в качестве электродного покрытия, он содержит, мас.%: 40-50 мрамора, 30-40 плавикового шпата, 3-7 полевого шпата, 13 двуокиси титана, 2-4 бентонита и 8-16 карбида титана..

При сварке названные галогениды образуют, испаряясь, газовое облако вокруг зерен карбида титана, из-за чего карбид титана окисляется при более высоких температурах-.. Благодаря этому, в металл шва переходит большее количества карбида титана, что повышает антикоррозионные

1808591 свойства металла шва и его прочностные показатели.

Проведенные исследования показали, что содержание галогенида покрывающего зерна карбида титана, в составе сварочных материалов менее 2% не дает повышение прочностных свойств металла сварного шва и его коррозионной стойкости, как и содержание его выше 6%.

С целью определения возможности использования вышеуказанных галогенидов для покрытия зерен карбида титана, были проведены исследования по влиянию галогенидов на термостойкость карбида титана.

Исследования проводились на дериватографе (производство Венгрия). Навески порошка карбида титана (10 мг), зерна которого покрыты вышеуказанными галогенидами щелочно-земельных металлов, нагревали при постояйном темпе температурного нагружения (100 С/мин). Одновременно регистрировали изменение массы первоначальной навески h,m, температуры Т и дифференциальные изменения массы и температуры.

Начало интенсивного окисления карбида титана отмечено с 370 С (с изменением массы первоначальной навески более 3—

5о )

Галогенид смещал температуру термостойкости карбида титана в область

575 — 620 С, которая и принималась как температура термостойкости карбида титана.

На нижеприведенных термогравиметрических кривых (фиг.1 — 11) показаны результаты проведенных исследований, Как видно из термогравиметрических кривых действия галогенидов на термостойкость карбида титана эквивалентны, На основании этого отработку предлагаемого состава шихты порошкообразной проволоки проводили с одним из галогенидов -фторидом натрия., При отработке предлагаемого состава шихты порошковой проволоки с содержанием фторида натрия, покрывающего зерна карбида титана, в количествах, соответствующих как граничным значениям его, приведенным в формуле изобретения, так и средним значениям и значениям, выходящим за заявляемые пределы, В табл.1 приведены опробованные составы шихты порошковой проволоки (составы 1-5), Порошковые проволоки диаметром

2,5 мм изготавливали в лабораторных условиях на волочильной установке из никелевой ленты марки НП вЂ” 2.(ГОСТ 492 — 73) толщиной 0,5 мм и шириной 11,6 мм, Волочение выполняли за шесть проходов при диаметрах фильер (мм): 3,7; 3,3; 3,1; 2,9; 2,7 и 2,5. Основа шихты порошковой проволоки — никелевый электролитический порошок (ГО СТ 9722 — 79).

Опробование проводили при сварке образцов из никеля марки НП вЂ” 2 толщиной 5,0 мм. Сварку осущеСтвляли с двух сторон на постоянном токе обратной полярности при силе сварочного тока 300 — 330 А, напряжении на дуге 18-20 В, скорости сварки 23 м/ч и расходе защитного газа — аргона — 7,5-9,5 л/мин.

Полученные сварные образцы подвергались прочностным и коррозионным испы15 таниям в расплаве едкого натра. Результаты испытаний представлены в нижеследующей табл.2.

Как видно из результатов испытаний (табл,2) при содержании в шихте порошко- .

20 вой проволоки фторида натрия, покрывающего зерна карбида титана в пределах, указанных в формуле изобретения, повышаются предел прочности, ударная вязкость и твердость, а скорость коррозии снижается.

При выходе же содержания фторида на-. трия в шихте порошковой проволоки за заявляемые пределы цель изобретения не достигается.

При отработке предлагаемого флюса

30 были опробованы составы с содержанием фтористого натрия, покрывающего зерна карбида титана, в количествах, соответствующих как граничным значениям его, приведенных в формуле изобретения, так и.

35 средним значениям, выходящим за заявляемые пределы.

В табл.3 приведены опробованные составы предлагаемого флюса (составы 1 — 5).

Вышеуказанные составы были опробо40 ваны при сварке образцов из никеля НП вЂ” 2 толщиной 10 мм.

Перед сваркой керамический флюс прокаливали при температуре 350 С в течение

1 ч.

В качестве электрода использовалась никелевая проволока диаметром 4,0 мм, Сварку проводили постоянным током обратной полярности при силе сварочного тока

520-530 А и напряжении на дуге 30-32 В.

50 Полученные образцы подвергались прочностным испытаниям и испытаниям на скорость коррозии в концентрированных натриевой и калиевой щелочах, Результаты испытаний представлены в нижеследующей

55 табл.4.

Как видно из результатов испытаний. при содержании в флюсе фтористого натрия, покрывающего зерна карбида титана, в пределах, указанных в формуле изобретения, повышаются предел прочности и удар1808591

Таблица 1

Составы шихты порошковой проволоки, опробованные при сварке деталей из никеля марки НП-2 ная вязкость металла сварного шва, а скорость коррозии снижается. При выходе же содержания фтористого натрия в флюсе за заявляемые пределы цель изобретения не достигается, При отработке предлагаемого состава электродного покрытия с содержанием фторида натрия, покрывающего. зерна карбида титана, в количествах; соответствующих как граничным значениям его, приведенным в формуле изобретения, так и средним значениям и значениям, выходящим за заявляемые пределы.

В табл.5 приведены опробованные составы электродного покрытия (составы 1-5).

В качестве стержней применялась проволока марки НП-2 диаметром 4,0 мм. Перед сваркой электроды прокаливали при температуре 350 С в течение 1 ч. Опробование проводили при сварке образцов из никеля марки НП вЂ” 2 толщиной 4,0 мм. Сварку осуществляли постоянным током обратной полярности при силе сварочного тока 160-200

A и напряжении на дуге 28 — 32 В.

Полученные сварные образцы подвергались прочностным и коррозионным испытаниям в расплаве едкого натра. Результаты испытаний представлены в табл,6.

Как видно из результатов испытаний, при содержании в электродном покрытии фторида натрия, покрывающего зерна карбида титана, в пределах, указанных в формуле изобретения, повышаются предел прочности, ударная вязкость и твердость, а скорость коррозии снижается. При выходе же содержания фторида натрия в покрытии электрода за заявляемые пределы цель изобретения на достигается.

Преимущества предлагаемого., сварочного материала заключаются в том, что он благодаря покрытию зерен карбида титана вышеуказанными галогенидами, повышает термостойкость карбида титана при сварке, чем увеличивает переход последнего в ме- .

5 талл шва и тем самым повышает его прочностные свойства (предел прочности, ударную вязкость и твердость в среднем на 12 — 15 .

12 — 13% и 11 — 13 соответственно) и снижает скорость коррозии металла шва в распла10 ве едкого натра. Это же, в свою очередь. позволит повысить стойкость сварных изделий, полученных с применением электродов с предлагаемым составом покрытия, при эксплуатации в расплавах едкого натра, 15

Формула изобретения.

1, Материал для сварки никеля, содержащий карбид титана, отличающийся

20 тем, что, с целью повышения прочностных свойств и коррозионной стойкости металла сварных швов, зерна карбида титана покрыты одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве 2 — 6 от массы

25 карбида титана.

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что при использовании его в качестве шихты порошковой проволоки он содержит

4 — 6 карбида титана, никель — остальное.

30 3. Материал по п.1, отлич а ю щий с я тем, что при использовании его в качестве . флюса, он содержит 10-20 мрамора, 1520 g, глинозема, 60 — 70"-,,ь плавикового шпата и 1-7о карбида титана.

35 4. Материал поп,1, отлича ющи йся тем, что при использовании в качестве электродного покрытия он содержит 40-50 мрамора, 30 — 40 плавикового шпата, 3 — 7 . полевого шпата, 1-.3% двуокиси титана, 40 2 4 бентонита и 8-16 ь карбида титана;

1808591

Таблица 2

Результаты прочностных и коррозионных испытаний никелевых сварных образцов, полученных при сварке в среде аргона, опробованными порошковыми проволоками

Таблица 3

Составы керамического флюса, опробованные при сварке деталей из никеля НП-2

Таблица 4

Влияние содержания в флюсе фтористого натрия, покрывающего зерна карбида титана, на прочностные показатели металла сварочного шва и скорость его коррозии в концентрированных расплавах калиевой и натриевой щелочей

1808591

Таблица 5

Составы электродного покрытия, опробованные при сварке деталей из никеля марки НП-2 Таблица 6

ТИ-И У

7iL -/У

diff

ИГ

И

Ю ф

5 6

de, ЮГ га

zu0 @оа вою воо т, с

Фиг.1 гао ааа оа аао т, с

Фнг.2

1808591

ПС- Кдг

ПС- C< z

10 г

ТМ -И7

Т(Г - ikey 4 8 га

0 дИ Kg 7 i 0

Фи8. Г

4И, иг

_#_

N

200 400 600 600 T, С

4«a_#_ т тс

Фиг.6

2

3 ф

Ю И 4дд ИР 8И Ф

Фиг. д

1808591

Ti l - О

Ti L - йЫ

-10

-30 гаа 4И б00 В00 т;С

Фиа У И - huF

АМ, МГ

Х вЂ” ТИ пасси3пра3ай Г%

Составитель М,Игнатов

Тех ред M.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 1244 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

2

200 400 600 800 7";С

Фиг, 11

Z0

Ш

Е00 400 б00 800 Т, С

Фиг. Ю

f — Т E

Я вЂ” М иасса5иуа5ан 1%

4 -7с C пассибарабак 5%

5 — Fit пасса1арабак )О/.