Состав стали
Патент 958061
Авторы
Состав стали
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскни
Соцкалксткческки
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
««958061
J (6! ) Дополмительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 17.12.80 (2! ) 3236157/25 2 с присоединением заявки № (23)Приоритет
Опубликовано 15.09.82.Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 18.09.82 (5i) M. Кл.
В 23 К 35/30
С 22 С 38/38.
9кудирстжииыН. комитет
СССР
Ilo делам изееретеиий и еткрытий (53) УДК 621.791. .04(088.8)
\ (54) СОСТАВ СТАЛИ
Изобретение относится к сварочным материалам, а более конкретно - « ave«w родной проволоке для автоматической сварки высоконикелевых медьсодержащих закаливаюшихся сталей, прошедших термическую обработку.
В настоящее время в промьппленности при изготовлении конструкций из толстолистовой высохоникелевой медьсодержащей закаливающейся стали повышенной прочнос; ти и твердости в качестве электродного металла при электродуговой сварке (как автоматической, так и ручной) применяю ся аустенитные хромоникелемарганцевые проволоки. т5
Швы, выполненные указанными проволоками, имею высокие пластические свой» ства, а сварные соединения обладают достаточной стойкостью против образования з0 холодных трещин (отколов и отрывов). Однако при сварке такими проволоками высо
«оникелевых медьсодержащих сталей боль ших толщин на технологических режимах
2 сварные швы имеют весьма низкую стойкость против образования горячих трещин.
Получить требуемую стойкость швов против образования горячих трещин при сварке удается только при значительном снижении (практически в 1,5 - 2 раза) сварочного тока, что существенно снижает производительность сварочных работ. В ряде случаев снижение тока приводит к образованию непроваров и подворотов и связанному с этим ухудшению качества сваршщ соединений. Кроме !того, такие швы имеют прочность 55 - 60 «гс/мм, 1 которая уже является недостаточной при определенных условиях испытаний для сварных соединений конструкций из высоконикелевой медьсодержащей стали.
Известен состав сварочной проволоки для сварки сталей открытой дугой j1), содержащий компоненты при следующем соотношении, вес. %:
Углерод 0,02 -0,3
Кремний 0,2 «1
Марганед 0,5 -15
3 95806
Хром 15-30
Никель О -20
TH 78H 0,5-2
Берий 0,08 -0,16
Железо Ос тальное
Однако эта проволока при сварке указанных сталей не обеспечивает достаточ-.. ной прочности. Кроме того, она не техно-, логична при изготовлении и содержит мно-. го дефицитного никеля.
1О
Известна также сталь (2) следующего с ос тава, вес. %:
Углерод 0,03 - 0,10
Крем иий 0,10 - 0,80
Марганец 12-20 15
Хром 15»29
Азот 0,025 - 0,60
Ниобий 0,05 - 0,40
Бор 0,0005 — 0,004
Берий 0,0l- 0,03 gp
Кальций 0,001 — О, 10
Железо Остальное
Такая сталь в связи с несколько завышенным содержанием хрома, т. е. свыше
13% (даже без введения ниобия и азота), д при сварке закаливающихся сталей приводит к значительному изменению фазового состава швов, а следовательно, и к изменению их свойств. В металле швов повышается количество с -феррита и снижает-Зп ся количество упрочняющей K -фазы. В ряде случаев в многослойных швах при повышенном содержании хрома образуется
6 -фаза, которая (особенно при повышенном содержании сР феррита) охрупчивает
35 наплавленный металл. Такие швы отличаются низкой (уже недостаточной) пластичностью и стойкостью против образования отрывов в зоне сплавления (особенно при недостаточном содержании церия в про40 волоке).
Белью изобретения является повышение пластичности и стойкости швов против образования горячих трещин, технологичности изготовления проволоки прй сварке толстостенных конструкций иэ термически
45 обработанных высоконикелевых медьсодержаших закаливающихся сталей повышенной прочности и твердости.
Эта цель достигается тем, что состав стали, содержащий углерод, кремний, мар-5 ганец, хром, церий, кальций, железо, содержит компоненты в следующем соотношении вес %
1 4
Углерод 0,02- 0,15
Кремний 0,1- 0,8
Марганец 19 - 23,5
Хром 9,5- 13
Берий 0,05 - 0,20
Кальций 0,002 - 0,08
Железо Ос тальное
Преимушества данной проволоки обеспечиваются за счет легирования марганцем в оптимальных пределах, снижения содержания хрома и микролегирования кальцием и церием в указанных пределах.
Выбранное содержание хрома и марганца в проволоке позволяет получить швы с аустенитно-ферритной структурой и содер-„ жанием небольшого количества ("2 — 4%) упрочняющей Е -фазы. Такие швы имеют хорошее сочетание прочностных и пластических характеристик а комплексное микролегирование церием и кальцием повышает их стойкость против образования холодных трещин-отрывов по зоне сплавления за счет снижения в ней общего количества и характера образования неметаллических включений сульфидного происхождения. Швы, выполненные такой проволокой, имеют мелкозернистую структуру за счет образования в них 7 - 15% о(.-фазы и комплексного модифицирования церием и кальцием и обладают высокой стойкостью против образования горячих трещин. Раскисление и микролегирование металла кальцием при выплавке слитков значительно улучшает их проковку и волочение катанки до получения проволоки .требуемого диаметра. Это снижает потери металла при изготовлении проволоки и наряду с экономичным легированием намного снижает ее себестоимость.
При автоматической сварке под высокоосновным керамическим флюсом термически обработанной высоконикелевой медь содержащей закаливающейся стали предлагаемая проволока обеспечивает получение швов с пределом прочности 4g 8592 кгс/мм при хорошем сочетании пластических характеристик. В таблице приведены результаты по автоматической сварке эакаливаюшейся стали (содержащей
4,2% М и 1>1% CU ) опытными проволоками предлагаемого состава с содержанием элементов на среднем и граничных значениях.
В таблице также приведены расчетные данные по себестоимости проволок.
958061 о
Ы) о
С4
Щ о
С4 о
° .4 -
С0 о
1-1 и
1, Ж о
Х кС оо о
С4 (О о
Т о о о Ф
О о ж
Эф о
6 и
О
С4 (О
Щ
С4 о с
0) C4 .
0)
С4
С4 (О
4
° Ф
° -а
Ф
О.©
®O
OO
О ..в
° в IL
Ф (Л,. ц)
Об, 4
Вon .4О „; о о со у 3
Р
3. ф
О 2 о о .. аа
)Pa
vugg е о
О 2
v Й @ ф И
° в
Ф е ж л
° е ф а о е. е >+>0 д g g(()С4Щ
O Щ,о" ОО е 2О-4ООФ
Ф еа ° e g.
Ф о
0 о ФОС4ООФ
1 .
Ф -, ((6
g Ц оо44 омв - "О с Ф мî оо
1 и а щ вв 2O OФО .„
> g 2O д 2 " 4»
g Ф Не 4 )
И ВФОо3 у
С4 о
Д о
g g). ц
Ф W
2 и
0 m
СЭ 2
2. - 6
2 б
2 > Д
1 (<оа а о
lQ Я
Сп
92N а и
1";4 йЯ
7 9580
Как видно иэ таблицы, предлагаемая проволока обеспечивает высокую прочность швов. По стойкости швов против образования холодных трещин - отрывов (*qp предлагаемая проволока не уступает извест- 1 ной (испытания по методике, в основу которой положено замедленное разрушение стьщовых образцов после сварки). А по стойкости швов против образования горячих трещин ((/кр) она превосходит иэ- 16 вестную сталь на 50 - 80 (испытания по методике, в основу которой положен статический изгиб стыкового образца в процессе сварки) .
Денная проволока прошла всесторонние .15 лабораторные испытания;и опытную проверку при автоматической сварке под высокоосновным керамическим флюсом стыкового образца из высоконикелевой медь содержащей закаливающейся стали толщи- 2О ной 45 мм с последующими служебными испытаниями, результаты испытаний - положительщ е. Применение данной проволоки в производстве ответственных конструкIIHA из толстолистовых закаливаюшихся отмелей повышенной прочности и твердости позволяет улучшить качество сварных соединений, повысить их эксплуатационную надежность, снизить затраты труда и потери металла при изготовлении проволоки, в
6l 8 сэкономить такие дефицитные материалы, как хром и никель.
Ф ормула
Состав стали, преимущественно проволоки для сварки закаливаюшихся: сталей, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, церий, кальций, железо, о т л и чающийс я тем, что, с цельюповышения пластичности и стойкости швов против образования трещин в зоне сплавления, содержит компоненты в следующем соотношении, вес. %:
Углерод 0,02 - 0,15
Кремний 0,1-0,8
Марганец 19 - 23,5
Хром 9,5- 13
Берий 0,05 - 0,2
Кальай 0,002 - 0,08
Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
14 176478, кл. В 23 К 35/30, 20.04.64.
2. Авторское свидетельство СССР
K 749928, кл. С 22 С 38/38, 02.01.78 (прототип). Составитель T. Арест
Редактор С, Тимохина ТехредЛ.Пекарь Корректор М. Демчик, Заказ 6684/15 Тираж 1153 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4