Состав сварочной проволоки для сварки чугуна
Патент 961906
Авторы
Состав сварочной проволоки для сварки чугуна
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик
<п>961906 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080481 (21) 3269805/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет Опубликовано 300982 Бюллетень ¹36 (53) М Кп з
В 23 К 35/30
С 22 С 37/10
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (531 УДК 621. 791 . .042. 2(088.8) Научно-исследовательская лаборатория автомобильного транспорта Министерства автомобильного транспорта
Молдавской ССР (71) Заявитель (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ ЧУГУНА
0,05-0,25
0,5-2,5
0,5-2,5
0,09-0,16
0,02-0,5
Хром
Никель
Медь
Кальций
Редкоземельные металлы
Барий
10 Молибде
Бор
Олово
Железо
0,001-0 5
0,5-1,5
0,01-0,1
0 05-0,5
0,05-0,5
Остальное
Изобретение относится к,сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к составу сварочной проволоки для сварки чугуна.
Известны различные сварочные проволоки, например состав $1), содержащий следующие компоненты, вес.Ъ
Углерод 2,5-4,5
Кремний 1,5-4,5
Марганец 0,01-0,5
Никель 0,01-2,5
Медь 0,01-2,5
Хром 0,01-0,06
Магний 0,09-0,16
Кальций 0,02-0,5
Редкоземельные металлы 0,01-0 5
Барий 0,001-0 5
Железо Остальное
Недостатком известной сварочной проволоки является то, что состав .не обеспечивает однородность структуры металла шва.
Наиболее близкой к предлагаемой
:по составу является сварочная проволока (2 ), содержащая следующие компоненты; вес.В:
Углерод
Марганец
Кремний
Однако известный состав сварочной проволоки не обеспечивает достаточного качества металла шва однородной мелкодисперсной перлитной структуры без отбела.
Цель изобретения — повышение качества сварного шва,получение однородной мелкодисперсной перлитной структуры без отбела.
Поставленная цель достигается тем, что состав сварочной проволоки, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, олово и железо, содержит алюминий и стронций при следующем соотношеЗ0 нии компонентов, вес.ь:
961906
Углерод. 3,5-4,5
Кремний 3,5,-4,5
Марганец 0,6-1
Хром 0,03-0,06
Никель 1,5-3,5
Медь 1,5-3,5
Магний 0,08-0,16
Кальций 0,02-0,5
Редкоземельные металлы 0,01-0,2
Барий 0,001-0,5
Олово 0,01-0, 5
Алюминий 0,01-0,5
Стронций 0,01-0 2
Железо Остальное
Введение в состав стронция вызвано тем, что он является сильным элементом-модификатором, который совместно с кальцием, магнием, барием и редкоземельными металлами является основным десульфуратором, дегазатором и способствует получению шаровидного графита в сварном шве, что благоприятно сказывается на повышении механических свойств шва. Стронций совместно с кальцием и барием устраняет образование в сварном шве "черных пятен" (неметаллических включений NgO, MgS и запутавшегося в них графита), вызывающих резкое понижение механических свойств шва.
Стронций увеличивает число эвтектических зерен и число включений ша-ровидного графита в шве. Особенно . эффективно его действие в этом направлении при совместной присадке с барием и редкоземельными металлами.
Введение в состав стронция приводит к повышению прочности шва и снижению его склонности к отбелу. Его действие как графитизатора на устранение отбела в шве сильнее, чем кальция.
Нижний предел по содержанию стронция (0,01%) ограничивается тем, что при меньшем содержании его в составе действие стронция как дегазатора, раскислителя, десульфуратора и графитизатора малоэффективно.
Ввод в состав более 0,2Ъ стронция или наличия в составе 0,08-0,16% магния вызывает образование включений первичных карбидов, способствующих отбелу металла шва.
Введение в состав алюминия в количестве 0,01-1,5Ъ способствует улуЧшению качества шва, получению его без отбела, пористости. Алюминий наряду с магнием, кальцием, стронцием, барием и редкоземельными металлами является сильным раскислителем, дегазатором, графитизатором чугуна. При введении в состав менее 0,01Ъ алюминия, его действие в этом направлении не прояйляется.
Введение в состав более 1,5В алюминия при содержании в нем 0,5% бария и 0,5% кальция приводит к образованию грубых хлопьевидных включе5
65 ний графита, вызывающих понижение механических свойств сварного шва.
ВВедение в состав олова (0,010,5%) способствует выравниванию свойств по сечению шва, получению медкодисперсной сорбитной структуры, повышает прочность и твердость металла шва. При введении в состав менее
0,01% олова его действие в этом направлении не проявляется. Введение в .состав более 0,5Ъ олова при наличии в нем карбидообразующих элементов магния (0,08-0,16Ъ), хрома 0,06Ъ и марганца 1% приводит к повышению отбела в сварном шве.
Магний, кальций, барий и редкоземельные металлы в составе проволоки являются элементами-модификаторами, способствующими глубокому раскислению, дегазации и десульфурации металла сварного шва. Одновременно эти элементы вызывают образование шаровидного графита в сварном шве.
При этом кальций и барий совместно с кремнием и углеродом устраняют отбел в сварном шве.
Никель, медь, марганец и .хром в составе проволоки способствуют упрочнению металлической матрицы шва, вызывают повышение его механических свойств.
Изготавливают и испытывают состав сварочной проволоки для проверки на свариваемость, качество и физико-механические свойства металла шва.
Состав приведен в табл. 1.
Необходимый состав проволоки получают путем модифицирования исходного чугуна, содержащего углерод, кремний и легирующие элементы — марганец, хрбм, никель, медь. Комплексными модификаторами. состава, вес.Ъ: магний 6-9; кальций 5-10, барий 1-5, редкоземельные металлы
1-3, стронций 1-3, кремний 50-60, железо †остальное. Необходимое содержание в составе кремния, углерода, алюминия и олова регулируют путем присадки их в печь при выплавке исходного чугуна. Из приготовленного состава сплава отливают прутки диаметром 5-8 мм, длиной 200300 мм.
Проверку на свариваемость и ка--. чество металла шва изготовленных прутков проводят. на пластинах размером 300х 300X25 мм, отлитых из высокопрочного чугуна состава, вес. Ъ: углерод 38; кремний 3,0; марганец
0,75; хром 0,06; никель 1,5; медь 1,5; магний 0,035; кальций 0,03; барий
0,02; стронций 0,02; редкоземельные металлы 0,01; алюминий 0,1; олово
0,02.
Механические свойства чугуна пластин составляют: предел прочности при растяжении 80 кг/мм, удлинение
961906
2,5%, ударная вязкость 2,5 кгм/смт-, твердость НВ 285.
Предварительно кромки пластин разо делывают под углом 45 . Затем их укладывают в печь для подогрева 650-
720 С. Заварку двух пластин проводят электродуговыми способами. Из наплавленного. слоя вырезают образцы для испытания качества и свойств металла шва. для проволок иэ данного состава может быть рекомендовано следующее покрытие, в вес.Ъ: 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 шпат — остальное. 15 .Жидкое стекло 25-30% от веса сухой
-шихты.
Химический состав и механические свойства сварного шва приведены в табл. 2.
Испытания показали, что в зоне шва отбела микротрещин не обнаружено.
Химический состав металла шва,его механические свойства близки к составам основного металла. Ударная вязкость наплавленной части металла и металла в зоне термического влияния находятся на уровне основного металла. Микроструктура металла шва — мел" кодисперсный перлит, однородность вдоль и поперек шва, графит шаровидной формы, при сварке известным составом проволоки структура металла шва перлитная, неоднородность вдоль . и поперек шва, в зоне сплавления имеются отдельные включения карбидов.
Проверка предлагаемого состава сварочной проволоки для сварки и заварки отливок иэ высокопрочного чугуна с шаровидным графитом показала преимущества по сравнению с известным составом проволоки при получении сварного шва со структурой мелкодис» персного перлита, равномерно расположенного вдоль и поперек сварного шва, без структурно-свободных включений карбидов и с высокими показате-. лями прочности.
961906 о х !
11
Ц
1(j
1-!
v о -1 а (ч о с с с о о о -1 о о а с с с
О г1 с-1
° \
dP о
Ф
Ill ч
I
1
Х 1 с х
Х о
Ц о о х о! о
It
t(I
Ю
C) с
Ю а
Р1 с
Ю о с ч-1 аА а (ч о
О с о
C) (ч
%-1 с
Ю (ч
v о о
Ig х
Х о
1
I
1
lA ю а о (ч с с о о (ч
%-1 с
Ю (О
%-1 с
lA Ф lA о с с с о о ч-1 с
Ю а а а с с с с-1 (Ч (сЪ Ф ("1 о о с с о о ао с с
Ю с4 а о а с с 1! 3 Гн) an с M о а с с Ф Ф
1 %4 о ь. 1 с с (!ъ О Ю
I т" 1 а о п3 (ч
ОО
°, с о о
I
I, Я I (ч т1
01 I с с
Р! 1 о ю
1
1 (ч а
e о (ч
О I с с о о
С5 CO
Е Ю а-1 с с о о
I а. а о 1 с
I г> (ч
t
I (О
I, о о 1 о
I ,1
c I aO с (ч с о
lA с
%-1
С1 с
C) tA с
1 !
l
I
1
l
I
I
I !
1 .I
1
1 !
I
4 ! ! юl ы!
0! ! н о 1
1!Х 1 ! о! 1
IQ 1 й1
1О !
ЕiQ
1!
1Х t
11О 3
Э I х I
I П!, e i !.й !
1
t
I
1
1
1
1
1
1
1
1
I
1 а а о (О CO CO (ч (ч (ч
Ю CO ОО с с с (ч (ч (ч (!
О (О аО с, с ! (ч: (ч (ч оо (ч о с с с в о о (с (О (О
lA (ч о (ч e o с с с о о о
%-1 Ю
Ю %-1 rl с с с о о ю
lA lA
С Ъ ° 1! 1 о о ю с с с о о с (О !.О О1 с с о о а а с с с с т-1 (4
lA (!!3 с-1 о о о с с с о о о (") ч! !О с с Ъ о о о а о с с (н) (!1 (ч
ln ао О с с с () (н) С!3
961906
1,5-3,5
1,5-3,5
0,08-0,16
0,02-0,5
Формула изобретения
Составитель Н. Козловская
Техред:З.Палий Корректор М. Демчик
Редактор Н. Гришанова
Заказ 7362/17
Тираж 1153 Подписное
ВНИНПИ 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
Состав сварочной проволоки для сварки чугуна, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземель- S ные металлы, барий, олово и железо, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества сварного шва, получения однородной мелкодисперсной перлитной структуры без 1Î отбела, состав дополнительно содержит .алюминий к стронций при следующем соотношении компонентов, вес.В:
Углерод 3,5-4,5
Кремний 3,.5-4,5
Марганец 0,6-1
Хром 0,03-0,06
Никель
Медь
Магний . Кальций
Редкоземельные металлы 0,01-0,2
Барий 0,001-0, 5
Олово 0,01-0,5
Алюминий 0,01-0,5
Стронций 0,01-0,2
Железо Остальное
Источники информации принятые во внимание цри экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 449911442255, кл. В 23 К 35/30, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
bio заявке 9 3220163/25-27, кл. В 23 К 35/30, 1980 (прототип).