Состав сварочной проволоки
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистнческнк
Республик.
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
«»825301
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51) М. Кл.з, В 23 К 35/30//, С 22 С 38/08 (22) За"влеио 300579 (21) 2786425/25-27 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 30,04.81.Бюллетень N9 16
Дата опубликования описания 300481
Ю) УДК 62 1 . 79 1. .042.2(088.8) Ст ар-„.щенко, A.Ì. Солоха, Г. Я, Ситниченко, Ведерников, Н. П. Позднеев, В. A. Голомазов и Л. Ф. Савкин . .= 1 . 1
К. A.
В. Н.
Ющенко, Т.М, Зикеев, Г. Г. (72) Авторы изобретения
Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Внамени институт электросварки им Е. О. Патона (71) Заявитель (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ
Изобретение относится к материа= лам, применяемым.для сварных конст» рукций из ферритных сталей с 5-12% никеля, работающих при температурах до -196 и -253®С (стали с 12% никеля).
В настоящее время для сварки криогенных конструкций из сталей с 9В никеля в качестве присадочных материалов нашли применение в основном сплавы на основе никеля., обеспечивающие аустенитную структуру металла шва. Имеются сведения о разработке проволок ферритного класса, близких по составу к основному металлу, т.е. сталям с 9% никеля. Основная трудность в получении качественных швов заключается в том, что швы, идентичные по составу с основным металлом, обладают высокой чувствительностью 2О к порам и горячим трещинам.
Известны проволоки (1 1, рекомендуемые для дуговой сварки криогенных сталей с 9Ъ никеля, имеющие сле- 25 дующий химический состав, Ъ: никель
7-13; марганец 0,45; углерод %0,9 ; кремний 6 0,15; . алюминий 0,05; титан
1 до 0,1; ниобий до 0,1; сера и 0,01; фосфор О, 01; кислород < О, 015; азот W 0,006; водород C 0,003;, желез о — остальное.
Однако при сварке в среде защитных газов и под флюсом проволоками указанного состава наблюдаются поры, а также трещины. В то же время необхо-. димость получения. ферритных или ферритно-аустенитных.швов в сочетании с высокой прочностью и пластичностью при низких температурах обуславливает проведение исследований по влиянию легирующих элементов на механи-.. ческие свойства швов, их технологическую прочность и стойкость против образования пор.
Известен состав (2 ) сварочной проволоки, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ:
Углерод 0,05-0,6
Марганец 0,2-0,8
Никель 0,02-8
Молибден 0,1-0,8
Ванадий 0,01-0,8
Церий 0,6-3,7
Кремний 0,01-0,5
Хром 0,02-0,5
Железо Остальное
Цель изобретения — получение свар1 ных швов, стойких против образова825301 способствуя измельчению первичой структуры металла шва и повыше» ию стойкости против образования пор кислорода и азота.
Введение церия позволяет связать ислород и частично серу. Окислы и льфиды церия, имея высокую темперауру плавления, оставаясь в металле шва, оказывают положительное действие как модификаторы второго рода или как включения с более благоприятными
Формами и размерами. Например, образование мелких сферических сульфидов церия в межкристаллитных зонах вместо грубых выделений сульфидов основы сплава (Fe).
Молибден значительно повыаает стойкость швов против образования трещин.
Благоприятное влияние молибдена на трещиноустойчивость. объясняют его способностью подавлять развитие физической неоднородности в металле шва после завершения кристаллизации. молибден снижает сегрегацию кислоро да по сечению металла шва, что также улучшает трещиноустойчивость.
Вольфрам как и молибден способствует.получению исходного мелкого зерна. К тому же эти элементы увеличивают силы межатомной связи, чем и предотвращают образование горячих трещин. Суммарное содержание молибдена и вольфрама не должно превышать
5%, так как это приводит к снйжению пластичности шва.
Ванадий позволяет избавиться от развития Физической неоднородности в металле шва, связывает азот в нитридн. В небольших количествах (0,1-0,3Ъ) заметно измельчает зерно.
Система легирования предлагае мыми составами впервые позволила получить швы с ферритной структурой, обладающие работоспособностью при температурах до минус 253 С, стойкостью против образования пор и горячих трещин. При нормальных температурах достигнута высокая (65-70 кг/мм )прочность, что выгодно отличает указанную систему от существующих.
Готовят 14 партий проволок. В таблице представлены предлагаете составы каждой партии проволоки.
Выполненное комплексное легированив позволяет получить качественные швы с удовлетворительными пластичностью и вязкостью при низких температурах, а также обеспечить высокую стойкость наплавлвнного металла против образования горячих трещин. ния горячих трещин, пластичных и вяэ- ды ких при низких температурах. н
Поставленная цель достигается тем, н что состав дополнительно содержит OT вольфрам, титан, алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъг 5 к . Углерод О, 01-0, 08 су
Марганец 3,2-18 . т
Никель 4,5-16
Молибден 1,2-5
Ванадий 0,001-1
Церий 0,001-1
Вольфрам 0,001-2
Титан 0,01-0,7
Алюминий 0,01"0,8
Железо Ост альное
Примеси 15
Сера Не более 0,01 фосфор — 0,01
Азот — и — 0,005
Кислород — ° 0,015
Водород — 0,0003 . 20
В основу создания химического состава проволоки положен принцип интенсивного раскисления металла шва за счет введения в шов марганца, титана, церия, а,также связывание азота в мелкодисперсные нитриды.
Церий, обладая высоким химическим сродством к кислороду, сере и другим вредным примесям, эффективен в качестве модификатора и раскислителя 30 металла при сварке.
Для повьывния технологической прочности металла шва в проволоку вводится молибден и вольфрам. Молибден способствует более равномерному распределению кислорода в металле шва, что также улучшает трещиноустойчивость швов.
Марганец в выбранных количествах в изученной системе лвгирования устраняет вредное действие серы, образуя 40 сернистый марганец. По сравнению с эвтектикой Fe — Fe S" сульфид марган« ца имеет более высокую температуру плавления и располагается по телу зерна. Одновременно марганец является 45 интенсивным раскислителем, имея боль-. шое сродство к кислороду, он отнимает его от железа. Марганец в связи с его способностью связывать серу и препятствовать горячеломкости швов заметно повышает их стойкость против трещин, пластичность и ударную вязкость. Однако легирование никелевых .швов только марганцем нв.исключает появление трещин.
Титан вводится в состав проволоки как раскислитель, а также для связывания азота в мелкодисперсные нитри825301
1 !
)б
I о
Е4 I
1 .1:
В В
l I
1 1
В В
I I
У
1
I ь
%-4 о
С о
ОЪ О о о о
С о о!
Ю
Ю
С о
О 4 О гав %4 "%4 о о о
С с С о о о
ОЪ Ч. О о о о о с С с
О D О о 4
D а
СО
О
Ю ° с
D а о н % о ю с с о о
ОЪ
Ю
Ю с
Ю
D с
Оъ Оа о о о о
С %! о о
° 4
М
С ь
Ю.
%4 о с
Ю сп о
С 4 о о с с о о
4%Ъ
% 4
О с
Оа
Ю
Ю
С
D сч о
%4 с С о о
an
%-4
С о
С0 о с
Ю бс Ch aO о о о с с с о о о
° с!
Ю с
an 4Ч о о
С с о о
С%Ъ
-о
С о
%О ь с о
I бл
Ф
М
ЮИФ
-co о o,х
)ч, %4 Э
Ю )В! DQg оо,а
1 б
Э о р
4 О Э
-В) О о Р,х.
I н
Ф иЪ О! о о с ф о О, Э
М
О В
& 1!
I
1
В В
I I
1 (Ч
Ю с
Ю сч м о о
С о о
Cl
D !с! о с о м
Ю с
М %О о о с с о о
% 4
С
an
О с о
%!Ъ
Cl с о
Г
С0 Сс с с о о (%)
ОЪс
D фс с о
В 0% с С
СЧ C%1
CO с
-СЧ
М ОЪ с с е4 (Ч
Оа
4Ч
CO О
С с
%-4 %Ч
С0 СЧ с С
М Сб!
%-4 Н
СО бс
%4 %4 с с о о
CO
%4 СЧ с с о ю
%" 4
4 с
ОЪ
° -4
Ю cF с
%4Ъ
%Ч с!
4Ъ м %4! с с
ЯЪ 0Ъ
° С! ° 4 с с
an МЪ г- а с с
ВЪ а
an an с с о ее4 %4 ю с м
I С% 1
I О!
I П)
1 З !.—
I Ц о а
Э
I 14
1 >э
1
1
I
I !! с
an
Ю с
00 !
4Ъ аО
О О с С о о
%4Ъ %О ОЪ
aO aO an о о о с с о о .о (Ч !
О ю о с с ю о о
%О
D с
%О
CI с
%О
Ю с
Ю. %О
D с о
1 I ба!
)ХО б В)Х р,о х а ао
МИ!! 1 Э
I 1
1 I I
)ВО
I k-m l
1 I I
1 1 О! I ! о
I 9 1 о ! о ! в
1 1
1 1 1
I I Ф I
I 1 О! 1
I . 1 Э I
I I U 1
i х
1 la) I
I 1 )4 1
1 1 Х I 1 1 Е4 1
l I I
I I IC
1 1
1 1 О!
I 1 Э
1 I йГ
I I
1 I I I
I . 1 с) 1
Ха 1
1 1 бб)5!
I 1-щ — 4
1 I Х I
I I Х I ! I 1
1 1 1
1 I 1 ! 1 3 1 ! О% I
I 1 &1
1 I Д
I I Ц 1
)сВ! О
1 1 ббб 1
I I 1
1 а Г
1 С) 1 Х I
1) )Э
)О)
IOlg
)О) а
1 О б И
1 1 —
1 1 I
I 1 10
I I Ф
1 1
I 1 Х
I Ж
1 \,4
I и
1 Ф
1 ° 1 О!
1 1 М
1
1 Э
1 Х I ! с) !
%-4
О О О ОЪ СЧ
О О In О О О. с с с с с с
О О О %-4 О О
an l СО б аО б о О о о о о о с ° с с с с с с о о о о о о о в о. D
Н 4 4 %СЪ r- иЪ В с С с. с с с с
О О О О О О О сс %СЪ
Со О с
° б1 М М М Г ) ° Ч 0% Я С0 Ch н CO с . с С с с с с
° с м 4%9 м 4%Ъ ° с! ° б
%Ч %.4 т4 е4 % 4 %4 %-4
an с)% а .r an
Н 4 т 4 г4 %4 в4 с . с с с с с
О О О О О- Ю
<ч м е а !а а со с!% о в4
1 l 1
В В 1 l 1 1
Ф I о о о о с с о о
1! со О
О 4 о ч ) с с о о!
Оа I
О 4 с с о о !
Э и 1
) 1
Е4 I 1
%) I
О 0%
D 0% с с ) о о
1 4 1 о с с о о
I
%-4 1 о I о о с с сч о!
1
C%I aO 1 с с
%.4 %-4 1
1
М \О с с 1
° Э I
%4 Н
1
Ю Со
%-4 н I с с о о
I
I со о 1 с с ) ° э
1.
Со О lO !О I о о с с о о !
1.
I м у
%-4
825301
4,5-16
1,2-5
0,001-1
0,001-1
О, 001-2
0,01-0,7
0 01-0,8
Остальное
Никель
Молибден
Ванадий
Церий
Вольфрам
Титан
Алюминий
Железо
Составитель Н. Соколова
Техред И. Рейвес КорректорВ. Синицкая
Редактор A.Ëåæíèíà
Заказ 2402/46 тираж 1148 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Состав сварочной проволоки, пре.имущественно для сварки ферритных сталей с 5«12% никеля, длительно работающих при температурах до
-253 С, содержащий углерод, марганец, никель, молибден, ванадий,,церий, железо, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью получения сварных швов, стойких против.образования горячих трещин, пластичных и 10 вязких при низких температурах, состав дополнительно содержит вольфрам, титан, алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ|
Углерод. 0,01-0,08
Марганец 3,2-18
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3902039, кл. В 23 К 35/22, 26.08.75 °
2. Авторское свидетельство СССР
Р 409810, кл. В 23 К 35/30, 30.12.71 (прототип).