Состав сварочной проволоки

Состав сварочной проволоки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е <1ч 941ИО

ИЗОБРЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.12.80 (21) 3220165/25-27 (51) М Кл з В 23 К 35/30

//С 22 С 37/08 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— ф,(43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.791. .042.2 (088.8) . по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.07.82

Л. П. Барилович, Ю. С. Потапов и В. Д.:Краля

Киевский автомобильно-дорожный ийститут:,-: ..-..., ., (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

0,01 — 0,05

0,5 — 2,5

0,1 — 1

0,09 — 0,15

0,02 — 0,1

2,5 — 4,5

1,5 — 4,5

0,01 — 0,5

0,01 — 2,5

0,01 — 2,5

0,01 — 0,06

0,09 — 0,16

0,02 — 0,5

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии и может быть использовано для сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Получение сварнолитых отливок из высокоирочного чугуна с шаровидным графитом и исправление дефектов отливок являются задачами, окончательно не решенными в области литейного производства.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает рядом специфических свойств, как стремление его кристаллизоваться по метастабильной системе (с отбелом), как склонность его ввиду низких пластических свойств к образованию трещин, что в свою очередь в сильной степени затрудняет применение сварки и заварки.

Особенно большие трудности встречаются при получении сварного шва с высокими физико-механическими свойствами, с высокой износостойкостью, коррозионной стойкостью и др.

Известен (1) состав сварочной проволоки для сварки и заварки дефектов отливок из высокопрочного чугуна, содержащий следующие компоненты, вес. %:

Углерод 2,5 — 4

Кремний 1,5 — 3,9

Марганец 0,01 — 0,4

Хром

Никель

Медь

Магний

5 Кальций

Редкоземельные металлы 0,01 — 0,1

Ванадий 0,1 — 0,5

Железо Остальное

Использование известной проволоки в качестве электрода для заварки дефектов отливок позволяет получать качественный сварной шов с высокими физико-механическими свойствами. Механические свойства наплавленного металла составляют: предел прочности на растяжение о, = 58 — 64 кг/ммз, удлинение б = 13,2 — 14,8%, ударная вязкость а, = 10 — 12,8 кгм/см, твердость

НВ = 187 — 201.

20 Известен (2) состав сварочной проволоки, содержащий следующие компоненты, вес. %:

Углерод

Кремний

25 Марганец

Никель

Медь

Хром

Магний

30 Кальций

1ю зю

3,5 — 4,5

2,5 — 5,5

0,1 — 1,0

0,05 — 0,25

0,5 — 2,5

0,5 — 2,5

0,09 — 0,1б

0,02 — 0,5

0,01 — 0,5

0,001 — 0,5

0,5 в 1,5

0,01 — 0,1

0,05 — 0,5

Остальное бю

Редкоземельные металлы 0,01 — 0,5

Барий 0,001 — 0,5

Железо Остальное

Использование данной проволоки позволяет получать качественный сварной шов без отбела с феррито-перлитной структурой и шаровидной формой графита. При этом механические свойства сварного шва составляют: предел прочности на растяжение

, = 45 — 55 кг/мм удлинение 6 = 10 — 14% ударная вязкость а,, =5 — 10 кгм/см, твердость НВ 160 — 200.

Однако в современном машиностроении производятся отливки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с высокими физико-механическими свойствами, с высокой износостойкостью, для заварки и сварки которых требуется шов с высокой износостойкостью.

Целью изобретения является повышение прочности и износостойкости сварного шва.

Цель достигается тем, что проволока, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, железо, дополнительно содержит молибден, бор, олово при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Медь

Магний

Кальций

Редкоземельные металлы

Барий

Молибден

Бор

Олово

Железо

Примеси: сера 0,001 — 0,03 вес., фосфор

0 01 — 0 07%

Дополнительное введение в состав молибдена способствует упрочнению металлической матрицы шва, получению мелкозернистой структуры, что существенно влияет на повышение ее износостойкости. Присадки молибдена в составе проволоки повышают механические свойства сварного шва, особенно предел прочности на растяжение.

Он повышает сопротивление удару, износу и вибрационным нагрузкам (усталости) металла шва. Особенно в этом направлении он благоприятно влияет совместно с присадками легирующих элементов меди, никеля и олова. Верхний предел содержания

2Ю

5Ю

55 молибдена 1,5% ограничивается тем, что при его содержании более 1,5% сварной шов получается с включениями карбидов, приводящих к снижению механических свойств металла. Образовавшиеся карбиды в сварном шве вызывают задиры при работе пары трения.

При содержании менее 0,5% молибдена в составе проволоки его упрочняющий эффект матрицы чугуна незначителен, что и сказывается на понижении износостойкости.

Наличие в составе бора (0,01 — 0,1%) совместно с молибденом приводит к повышению износостойкости металла сварного шва. При содержании в составе проволоки менее 0,01% бора и менее 0,5% молибдена его действие как элемента, повышающего износостойкость, проявляется незначительно. Ввод в состав проволоки более 0,1% бора вызывает образование первичных карбидов в сварном шве, что приводит к задирам в паре трения и понижению износостойкости чугуна.

Введение в состав проволоки олова в количестве 0,05 — 0,5% способствует выравниванию свойств по сечению шва, получению мелкодисперсной перлито-сорбитной структуры. Наличие олова в составе повышает его прочность, твердость и износостойкость.

Верхний предел по содержанию олова 0,5% ограничивается тем, что при вводе в состав проволоки более 0,5% олова при наличии карбидообразующих элементов молибдена и бора приводит к появлению отбела в сварном шве.

Введение в состав менее 0,05% олова малоэффективно, в структуре сварного шва появляется ферритная составляющая, снижающая его износостойкость.

Магний, кальций, барий и редкоземельные металлы в составе проволоки являются элементами-модификаторами, приводящими к глубокому раскислению, дегазации и десульфурации металла сварного шва.

Эти элементы вызывают образование п.аровидного графита в чугуне сварного .шва.

При этом кальций и барий одновременно способствуют совместно с кремнием и углеродом устранению отбела в сварном шве.

Никель, медь, марганец и хром в составе сварной проволоки способствует упрочнению металлической матрицы шва, вызывают повышение его механических свойств и износостойкости.

Изготовлен и испытан состав сварной проволоки для проверки на свариваемость, физико-механические свойства и износостойкость, приведенный в табл. 1.

941110

Таблица

Химиисск))й состав сварной проволоки, вес. % №! !

С (Si I Nn j Cr, Ni Cu!

Са Ва РЗМ 51о В !!

Sn I Fe п-п

2,5 0,9!

:),5 j 0,1 О, 25 !

3,5 0,6 0,1

2,5 1,О 0,05 !

05 0,1!

0,5,Остальное

0,5

0,001 0,5

0,25 (),15

0,5 0,01

0,5

3,5

0,25

0,05

0,25

1,5 О,!3

05 О!6

) 1,0

1,5

4,)) 0,01

1,5

0,05

0,02

2,5

4,5

Таблица 2

Механические свойства

X;);,и)ческий состав наплавлеииото металла, вес. (Cf i))i Cn Mg Са, Ва !РЗМ>Мо (1 !

?, !

Si ivan i!

В Sn; î о

) !

НВ

f i,3 l 0,035 Р,!2 0,0008 I 0,1 О, 25 0,042 ! 0,75 0,04 f ?.),09 0,085 0,04 0,35 0,01

) (?,25, 75,8

,) О,!2, 75,2

< !

3,4, 0,<)4 0,1 0,3

32 !03 004! 03

30;05 001 12

3,0 30,, 277 ! !

30132 !277 !

3,2 3, 285

3,75

3,5

3,8

3,8

) 0,025? 76,5

3,9

3,2

5 0,06, (,038 ),! 5, 0,00о 0,6 О, 0

Илвосостойкости оэрлвцов илплавл ииого слоя по авт. св. 491452 соста))ллет 4,6 — 5,0

Формула изобретения

Необходимый состав прутков (проволоки) получали путем модифицирования ис:ходного чугуна, содержащего никель, медь, молибден, олово, комплексными модификаторами состава, вес. %: магний 6 — 9, кальций 6 — 10, барий 1 — 5, редкоземельные металлы 1 — 3, кремний 50 — 60, железо— остальное.

Проверку свариваемости отлитыми прутками проводили на пластинах из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Размер пластин ЗООХЗООХ25 мм. Химиче-ский состав чугуна пластин составлял, вес. %: углерод 3,85; кремний 3,0; марга:нец 0,8; хром 0,1; никель 0,8; медь 1,0; магний 0,045; кальций 0,02; барий 0,015; редкоземельные металлы 0,02; молибден 0,35; олово 0,1; бор 0,005., Механические свойства чугуна пластин составляли: предел прочности на растяжение 75 кг/мм, удлинение 3,0%, ударная.

:вязкость 3 0 кгм/см, твердость НВ 277.

После разделки кромок двух пластин под углом 45 их укладывали в печь для

Испытания показали, что химический состав наплавленного металла, его механические свойства близки по своему составу свойствам основного металла. Ударная вязкость наплавленной части металла и металла в зоне термического влияния находится на уровне основного мсталла.

Проверка предложенного состава сварочной проволоки для сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаро.видным графитом показала преимущества 35 подогрева до 650 — 720 С, а затем проводили сварку электродуговым способом. Из на?плавленкого слоя вырезались образцы для испытания механических свойств и износостойкости. Износостойкость определяли при сухом трении на образцах диаметром 5 мм, высотой 15 мм на машине трения МТ-62М.

Условия испытания: скорость вращения образцов 8 м/с при удаленом давлении

P = 50 кг/см, время испытания 200 мин.

Для стержней из предложенного состава может быть рекомендовано следующее покрытие, вес. : мрамор 5 — 10, графит

5 — 15, магний 1 — 5, кальций 2 — 8, барий

0,001 — 3, редкоземельные металлы 0,1 — 3, кремний 5 — 25, железо 1 — 15, плавиковый шапт — остальное. Жидкое стекло 25 — 30% от веса сухой шихты.

Это покрытие обеспечивает получение сварного шва без отбела.

Химический состав, механические свойства, микроструктура и износостойкость чугуна сварного шва приведены в табл. 2. по сравнению с известным составом проволоки при получении сварного шва с более высокими показателями износостойкости и прочности.

Состав сварочной проволоки преимущественно для сварки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, 941110 медь, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости сварного шва, состав дополнительно содержит молибден, бор, оло- 5 во при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Источники информации, принятые во

10 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 620062, кл. В 23 К 35/30, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

15 № 491452, кл. В 23 К 35/30, 1974.- (прото-.— тип), Составитель Т. Яровая

Техред А. Камышникова

Редактор О. Юркова

Корректор С. Файн

Заказ 722/619 Изд. № 193 Тира к 1151 Подписное

HZK «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Медь

Магний

Кальций

3,5 — 4,5

2,5 — 5,5

0,1 в 1,0

0,05 — 0,25

0,5 — 2,5

0,5 — 2,5

0,09 — 0,16

0,02 — 0,5

Редкоземельные металлы

Барий

Молибден

Бор

Олово

Железо

0,01 — 0,5

0,001 — 0,5

0,5 в 1,5

0,01 — 0,1

0,05 — 0,5

Остальное