Состав стержня для сварки
Патент 977128
Авторы
Состав стержня для сварки
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Реслублнк
<11977128 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-????????” (22) ???????????????? 253681 (21) 3307528>
Опубликовано 30.1182. Бюллетень ¹ 44 ($1 ) М. Кп.
В 23 К 35/30
С 22 С 38/56
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791. .04(088.8) Дата опубликования описания 30.1182
А.A.Êoëÿäà, П.И.Давидчук и А.Г.Пархоменко (72) Авторы изобретения
Л %
1 . С (71) Заявитель (54 ) СОСТАВ СТЕРЖНЯ . ДЛЯ СВАРКИ
Изобретение относится к сварке, а именно к производству составов электродного материала для сварки аустенитных высоколегированных термостойких чугунов с повышенной сопротивляемостью коррозии в особо агрессивных средах.
Известны составы аустенитных высоконикелевых (содержащих свыше 2% углерода, 1,5В кремния, О,БЪ марганца, 30в никеля, железо — остальное) чугунов, предназначенных для изготовления эксплуатируемого в особо агрессивных условиях (c воздействием термических нагрузок ) химического оборудования(1 ).
Указанные чугуны, отличаясь срав- . нительно высокой коррозионной стойкостью и удовлетворительными механическими свойствами, обладают, однако, пониженной свариваемостью, что исключает возможность использования их в качестве электродного (присадочного) материала для сварки.
Известен также состав Г2 ) присадочного материала для сварки чугуна с шаровидным графитом, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ:
Углерод 0,01-1
Марганец 1-6
Кремний 0,01-0 5
Ниобий 0 5-3
Никель 40-70
Другие добавки 0-0,5
Железо 30-60
Этот состав обеспечивает высокую коррозионную стойкость металла шва, представляющего собой чугун с шаровидным графитом, однако металл шва обладает невысокой стойкостью против трещинообразования и невысокой термостойкостью.
Цель изобретения — создание такого
15 сварочного стержня, который при сварке аустенитньй высоконикелевых чугунов обеспечивал бы высокое качество сварного шва за счет повышения термостойкости и стойкости против образования трещин.
Поставленная цель достигается тем, что состав, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, железо, дополнительно содержит палладий и иттрий
25 при следующем соотношении компонентов, вес.Ъг
Углерод 2,0-2, 6
Кремний 0,4-1,0
Марганец 0,1-0,5
30 Никель 25-40
977128
0,1-0,25
0,2-0,6 тей и т.п.
Палладий
Иттрий
Железо и примеси Ост аль ное
Анализ влияния ингредиентов, входящих в данный состав сварочного стерж ня, свидетельствует o том, что угле:род, кремний, марганец и железо, являясь известными элементами, ннодятся по прямому назначению.
Однако по сравнению с прототипом предеЛы содержания этих элементов нес колько изменены. Граничные концентрации углерода (2,0-2,6%) назначены . из соображений достижения формирования у металла швов аналогичной сваринаемому металлу структуры, а кремния.(0,4-1,0 o) и марганца (0,1- 0,53) из соображений практического производства (выплавки ) на рядовых (обычных) шихтовых материалах.
Никель тоже относится к элементам известного назначения, так как введение осуществляется с учетом известного его проявлейия на свойства металла шна. В частности, легирование им состава сварочного стержня приводит к формированию аустенитной структуры, приемлемой коррозионной стойкости и термостойкости (за счет низких значений коэффициента линейного расширения) у наплавленного металла. Результаты опытов показывают, что в случае введения никеля ниже
25% у металла швов невозможно достичь указанных показателей качества, н то время как пернышение его против 40% практически не сказывается на дальнейшем улучшении рассматриваемых характеристик и экономически нецелесообразно, так как приводит к удорожанию металла.
Палладий и иттрий — новые элеменTbl введение которых, как показывают результаты исследований, позволяет резко улучшить снариваемость металла и тем самым достичь поставленную цель изобретения. При этом указанное воздействие иттрия и палладия сопряжено с выявленными нами новыми способствующими скачкообразному изменению свойствами сварного шва. Указанные эффекты состоят в получении тлобулярной графитизации в структуре шва, в существчнном сокращении эффективного интервала кристаллизации металла и благоприятным воздействием протекания абсорбционных процессов в структуре, что в совокупности приводит к достижению высоких механических свойств и трещиноустойчиности наплавленного металла. .Однако отмеченные показатели качества шва могут быть получены лишь при условии совместного внедения иттрия и палладия н заявляемых пределах.,Для количестненной оценки влияния никеля, палладия и иттрия на. свойства металла шва испытаниям подвергают ряд составов снарочного стержня, в которых содержится, Ъ: угле5 род 2,0-2,6; кремний 0 -1,0, марганец 0,1-0,5; никель 20-25;35,40 и
45; палладий 0,07, 0,1, 0,2, 0,25, 0,30, иттрий 0,1, 0,20, 0,4, 0,6 и 0,8 а также железо и примеси, составляющие остальную дополнительную до 100Ъ часть.
Во всех опытах сварку производят:. с помощью специально отлитых (.диаметром 5 мм стержней на одинаковой погонной энергии с применением в качестве основного сваринаемого металла пластин из аустенитного высоконикелевого чугуна, применяемого при изготовлении особоответственной химической аппаратуры. Указанный чугун содержит около ЗОЪ никеля, 2Ъ углерода, 0,8Ъ кремния, 1,5Ъ марганца, имеет коэффициент линейного расширения 6,9 (при 20-200 C), коррозионную стойкость на уровне 0,5 мм/год, термостойкость порядка 55 т/смен и обладает плохой снариваемостью, так как при его использовании швы имели сквозные трещины.
Как показали результаты испытаний (см.таблицу) совместное введение ниже О, 1Ъ палладия, О, 2% иттрия и 25% никеля не позволяет достичь высоких свойств сварного соедине° ния: термостойкости, коррозионной
35 стойкости и трещиноустойчивости металла шва. Превышение же этих компонентов соответственно выше 40, ф25, 0,6% не приводит к последующему улучшению рассматриваемых показателей
40 качества и,учитывая их сравнительно высокую стоимость, экономически не желательно. По этой причине предела.ми содержания никеля, палладия и иттрия н данном составе сварочного стерж45 ня приняты указанные концентрации этих . элементов.
В то же время применение известного состава для сварки высоконикелевых чугунов приводит к возникновению трещин в сварном соединении и снижению его коррозионной стойкости.
Предлагаемый состав сварочного стержня нашел широкое применение при изготовлении и ремонте оборудования из аустенитных нысоконикелевых чугунов, предназначенных для эксплуатации н расплавах щелочей, содержа щих серу, при термоцикличЕских техно логических процессах, например при
- производстве антиокислителвй высоко60 октановых топлив, имеющих определенное стратегическое значение. Кроме того, он может быть использован для наплавки различного рода особеответственных уплотнительных поверхнос977128
<Ч (Ч с с о, о
I 1
»» гЧ с с о о
<"Ъ РЪ с о о
1 I
N (Ч с с о о
I (Ч (Ч с о
Ю I
1 ch
» о с с о о
<Ч с
Ю
ОЪ
Ю
l1 о
1О Ch с с о
1 I
° 3 с с о сГ с
СЧ с Ю 3 \О
ЕЪ Л
И о
Pl о о о
I ж еи хюц, ж аж3 жо ое» н3 а жожх фхя
С Ъ с
Я с
ГЧ РЪ с с
Ю 1О
»У Ф с с
LA LA
РЪ Ю с с ГЪ
%»!
1 о
1 е оо
СЪ ж.
1 э н ф
voo
Охв о
N ж
Э
Ж
1 о
Я» I
1
1
1 х е
Ц о (Ч с
C) »3 с
1 Ю
CO с о ф с
C) Ф 1.О с с о о
И
Xl
Ill
1 с
Р3 1 о
Ж
СО
С ) г» с с о о
ОЪ (Ч <Ч с с о о ! о с
C) с"Ъ с
Т» с
РЪ с
Ю 1
131 1
Я 11 е н
333
I о,, !
» ф 1 Ф.
1 A
1 ж ! х
Э
1 ф !
"1e
1 4 е аы а ф к х
Э
О! о,1 э ж
l а ж х х
3 ф о 133 и о о с3 Ф а о
РЪ 3 о о
»3 (Ч
LA 0Ъ с с о о »
LA РЪ с с о о
%-» т4 с с о о
3 Ъ
C) »-1 с с о о о о.о с с с
%» %» %»
Ю I с с о
c3 cI с с о о Ф с
C) О 3 с с о
1 ! 1 Ь
1 Ф l ! 3 1 !
CO 1
I & а 1
1 I с — ——
3O Cl с
<Ч СЧ о о с с (Ч СЧ
»Р LO с с (Ч (с3 о с
СЧ
1 о а ое
u l»
1 A I
I Н Ф
I oоа ! оэнж
I жeаф хаЯих йх m 5ve
1 х аж ! хо
103Н Ц оv àо а н 3.3
a43 и
8 3 ОФОРТ
1хжый с ж ! н!ж
O3О VО жо1Н ЭЦ о!о рд ж1о ржев
U Инцнж
Iаoo е
eîхои
1 Е» 33 131 0
1 (Ч Е Ъ 1 ul ul ОЪ СЧ 3Ч
I, Я
1» ж и Э, и3
ЮЭЕ ЭХЭ онж xylo
<чу,жмцж
1 Иж 333жО ь а 33 х. е и счнхнeэ о ед афжооыж
> 33I P X r У .нжохо м ж о о м 33 э а Ф х 3 О Ф а
Фй7жхф ан о oo v фхо еж3 нжофежж
ee34Z о
r.oж ное еоаае
5ойх 36 жжяхф аоайла,z хыеиюж ж а, 34о 333 ифен о .ео фин ж х ° ж Я х ц,33хжоеэ енее жх цоagнжg ахежмее хк аоц ыо
O O 3O C l3I O O но ж
AID ХЯ= Ф ж о х ц 333 3А 3 аэ 33 ыйе ж с» х а aü о ж аИЕЗ О
3жйй х Й охo -аи3ч
45жио.:
ooeф н ж н ж ж 33 и жой яеф жаеожж ф Щ Ф ф Х Я с жанне а
:3ж O 133 O жфхео н внжО в х еохре
22ахож55
° Э
977128.
7, Формула изобретения
Составитель М.Саленко
Техред И.Гайду Корректор Н.Буряк.
Редактор A.Ìîòûëü
Заказ 9068/14 Тираж 1153 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Состав стержня для сварки высоконикелевых коррозионно-стойких чугунов, содержащий углерод, кремний, марганец, никель и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва за счет повышения термостойкости и. стой" кости против образования горячих трещин, он дополнительно содержит палладий и иттрий при следую,,щем соотношении компонентов,,sec.Ú:
Углерод 2,0-2,6
Кремний . 0,4-1,0
Марганец 0,1-0,5
Никель 25-40
Палладий 0,1-0,25 .
Иттрий 0,2-0,6
Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Юкалов И.Н. Отливки их хими10 чески .стойких сплавов. N.,,"Машиностроение", 1964, с.78.
2. Патент Франции 9 2280475, хл. В 23 К 35/36, 1976 (прототип).