Состав стали

Состав стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()9885()2

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическии

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.07.81 {21) 3326910(25 27 (51}М.. Кл.

В 23 К 35/30

С 22 С 38/50 с присоединением заявки №вЂ”

Ввудврствс« @ «вя«тат СОФР ао аваан «эоерете««й

«вт«рыт«й (23) П ркоритет

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень ¹2

Дата опубликования описания 15.01.83 (5З) УДК 621.791..04(088.8) P. И. Энтин, Л. И. Коган, Э. Ф. Митрохина, fl. М. . " ep, Н. П. Мельников, Л. И. Гладштейн, Л. А. 1 Ьбылева, Ю. П. Кузьмин, Э.:Ф. Попов, В. П. Павлов/ Р., Б. Гутйов . и И. Я. Сокол

Центральный ордена Трудового Красного, знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина,- Центральный научноисследовательский и проектный институт строительиьнс,метаФлоконструкций и Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного "Знамени металлургический завод "Серп и молот" (72) Авторы изобретения (7l) Заявители (54) СОСТАВ СТАЛИ

Изобретение относится к сварке конструкций из низкоуглеродистых мартелситных сталей повышенной прочности (гъ = 70 — 95 кг/мм) т12

I например 08Х4Н2М, для энергетических установок, глубоководных аппаратов, в том числе многослойных конструкций толщиной до

300 мм из листов толщиной до 80 мм и других изделий большой толщины.

Известна проволока марки СВ-08Х2Г2СМЮ (1).

Однако при сварке указанных сталей ее применение часто приводит к охрупчиванию шва.

Известен состав (2) сварочной проволоки для сварки низкоуглеродистых мартенситных сталей, содержащий следующие компоненты, вес.%:

Углерод 0,02 — 0,1

Кремний 2 — 3

Марганец 0,3 — 1

Хром 10 — 14 20

Никель 4 — 8

Молибден 1 — 1,5

Кальций 0,01 — 0 05

Церий 0,01 — 0,06

Медь 0,3 — 1

Не менее одного элемента н группы титан, цирконий, алюминий 0,01 — 0,1

Железо Остальное

Эта проволока имеет повышенное содержание хрома и никеля и не обеспечивает равнопрочности сварного соединения.

Известна также проволока (3) для сварки низколегированных сталей, содержащая следующие компоненты, вес.%:

Углерод 0 01 — 0,05

Кремний 0,12 — 0,35

Каргалец 0,4 — 0,07

Хром 0,3 — 0,5

Никель 2 — 2,4

Молибден 0,35 — 0,5

Медь 0,6-0,9

Алюминий 0,03 — 0,05

Кальций 0,005 — 0,015

Церий 0 005 — 0,015

Железо Остальное

При сварке этой проволокой (автоматическая сварка лод флюсом АН вЂ” 22) листов из высокую устойчивость переохлажденного аустемногослойных конструкций.

Добавки молибдена устраняет склонность к отпускной хрупкости. что важно нри осуСодержание углерода менее 005% резко понижает устойчивость аустенита в интервале температур аустенитно-ферритного превращения, а выше 0,09% увеличивает склонность к образованию холодных трещин.

В основу создания состава сварочной проволоки, таким образом, положены следующие, сами по себе известные принципы: интана; связывание серы и кислорода в суль25 кое исключение бейнитного превраще ия при включения). Добавка кальция существенно снивается на этих характеристиках, вьппе 0,03% нежелательно из-за ухудшения технологических свойств, в особенности деформируемости стали

Введение в сталь Р3М, а именно церия и лантана, в указанных пределах дополнительно повышает пластичность шва за счет снижения содержания газов, связывания серы и изменения формы неметаллических включений, особенно сульфидов. Содержание суммы церия и лантана ниже 0,01% не сказывает существенного влияния, а более 0,03% приводит к образованию избыточной фазы по границам зерен и понижению ударной вязкости.

Введение титана приводит к связыванию

I азота в металле шва в нитриды, торможению

3 988502 4 стали 08Х4Н2М большой толщины до 80 мм Сп 0,02 — 0,5 не достигается равнопрочности сварного соеди- Железо Остальное нения, металл шва (из-за недостаточной прока- - Содержание хрома, марганца, никеля и моливаемости) приобретает после охлаждения - либдена в указанных пределах обеспечивает структуру верхнего бейнита. Вследствие этого шов имеет низкую прочность (g = 70 кг/мм ) нита (прокаливаемость) и устранение бейнити значительную склонность к хрупкому раэру- ного превращения при охлаждении, приводяшеншо. щее к понижению прочности и пластичности, Изготовление многослойных сварных кон- что особенно важно для толстых листов и струкций большой толщины, связанное со свар-10 кой листов и последующей горячей штамповI кой при использовании этой стали, невозможно, так как прокаливаемость этой стали недоста- ществлении отпуска после сварки 500 — 550 С. точна и при охлаждении на воздухе после штамповки образуется перлитно-бейнитная 1э структура шва с повышенной Т р и низкими характеристиками Qв и G«

Известна также сталь (4) следующего состава, вес.%: углерод 0;15 — 0,25 щ

KP„-MmH 0,35 — 0,7

Марганец 0,4 — 0,60 тенсивное раскисление металла шва за счет

Хром 4,0-6,5 введения добавок кальция, церия, лантана, тиМолибден 0,4 — 0,65

Никель 0,1 — 0,50 фиды и окислы этими добавками, их коалесМедь 0,1-0,3 ценция и всплывание; связывание азота в нитЛпюминий 0,01 — 0,1 риды добавками титана; торможение роста

Ванадий 0,01 — 0,2 зерна аустенита добавками титана, кальция.

Титан 0,01 — 0,1 Данное содержание хрома при указанных

Кальций 0,005 — 0,08 Зп интервалах концентраций марганца, никеля и

Магний 0,005 — 0 05 молибдена обеспечивают высокую устойчиР3М 0,01 — 0,1 вость переохлажденного аустенита практичесАзот 0,005 — 0,06

Железо Остальное охлаждении.

Эта сталь, если ее использовать в качестве Добавка меди повышает коррозионную стой35 сварочной проволоки, не обеспечивает достаточ- кость шва. ной пластичности металла шва и вызывает Введение кальция приводит к раскислению склонность к образованию холодных трещин. и десульфурации металла шва, изменяет форЦелью изобретения является повышение. му неметаллических включений (глобулярные прочности и пластичности сварных соединений

40 из листов высокопрочных низкоуглеродистых жает содержание в шве кислорода. Вследствие мартенситных сталей большой толщины, а эгого снижается склонность к образованию также их стойкости против образования холод- холодных трещин в сварном соединении. Ввеных трещин.при сварке и коррозионной стой- дение кальция ниже 001% незначительно сказыкости. !

Поставленная цель достигается тем,чтосталь, содержащая углерод, кремний, хром, никель, марганец, молибден, алюминий, титан, кальций, Р3М, медь железо, содержит компонентыов следующем соотношении, вес.%:

Ci 0,6-1,0

Мп 0,6 — 2,4

Cr 3,2-3,6

Nj 1,0-4,0

Мо 0,2-0,4

At 0,03 — 0,08

Са 0,01 — 0,03, РЗМ 0,01 — 0,03

Ti 0,02 — 0,04

5 - .98850 роста зерна аустенита этими частицами. Содержание титана является оптимальным, так как; достигается. достаточно полное связывание азота, исключаются разупрочнения из-за связывания углерода. S

Введение Меди повышает коррозионную стойкость шва. Введение менее 0,02% меди не оказывает существенного влияния на коррозионную стойкость, содержание меди выше 0,5% может приводить к дисперсному lÎ твердению и понижению ударной вязкости и к ухудшению горячей деформируемости.

Производится автоматическая сварка (под флюсом АН вЂ” 22) стали типа 08Х4Н2М листовтолщиной 20 мм сварочной проволоки ф4 мм 15 новой стали, химический состав которой ука- . зан в табл. 1.

Механические свойства проволоки предлагаемого состава даны в табл. 2. использованием проволоки предлагаемого состава указаны в табл. 3.

Визуальный и металлографический контроль показывают высокое сопротивление сварного соединения образованию горячих и холодных трещин после отпуска зоны шва при 500—, 530 С.

Применение предлагаемой стали (сварочной проволоки) по сравнению с базовым объектом позволяет уменьшить объем. сварочных работ и расход наплавленного металла при изготовлении сварных конструкций из высокопрочной стали изготовить многослойные конструкции со сварным соединением, равнопрочным основному металлу (бВ 9095 кг/мм ) и вь1соким сопротивлением образованию горячих и холодных трещин.

Сварочная проволока внедряется на заво.дах тяжелого энергетического и транспортного машиностроения длМ металлоконструкций энергетических установок и глубоководных аппаратов.

I га

Свойства стали 08Х4Н2М и механические свойства основного металла сварного шва с

Таблица

С Si Mn Cr Ni Mo Al Cu Ti Са Се+ La S

0,09 0,3 0,8 3,2 3,6 0,2 0,03 0,2 0,02 0,01 0,015 0,02 0,015

0,05 0,5 0,6 3,4 2,8 0,4 0,08 0,5 0,03 0;03 0,03 0,025 0,015

Таблица 2

6В кг/мм 4„ кг/мм !

: д %

11.

10,8

97

128

122

43,5

118,5

10

Таблица 3

118 97

14 - 10 7

Основной

12

530 105

650 82

73

73

0,09 0,95 2,2 3,6 1,0 0,4 0,05 0,03 0,04 0,02 0,01 0,015 0,025 Осталь. ное

988502

Продолжение табл. 3

8 (9

Шов с

118

1,7

4,5

2,3 проволокой 1

42

530

107

9 7,5

Шов с

3,5

3,3

12

45 проволокой 2

6,5

530 97

88

Шов с проволокой 3

4,1 1,2

92

90 .

530 95

10,5

8 5

50

Шов с

43.

2,5 1,0 70

3,3 2,5

4,5 Никель

Молибден

Алюминий

Кальций

РЗМ (церий-лантан)

Титан

Медь

Железо

1,0-4,0

0,2-0,4

0,03 — 0,08

0,01 — 0,03 0,01 — 0,03

0,02 — 0,04

0,02 — 0,5

Остальное

ВНИИПИ Заказ 10959/16 Тираж 1103 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 проволо- . кой пРо- 530 55 ,тотипа

Формула изобретения

Состав, стали, преимущественно для сварочной проволоки, применяемой при сварке низкоуглеродистых мартенситных сталей повышенной прочности, содержащий углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, алюминий, кальций, редкоземельные металлы, титан, медь, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости металла шва аа против образования холодных трещин, а также повышения прочности и пластичности .сварного соединения, состав взят в следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0 05 — 0,09

Кремний 0,6 — 1,0

Хром 3,2-3,6

Марганец 0,6 — 2,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 2246 — 70.

2. Авторское свидетельство по заявке

N 2801305/27, кл. В 23 К 35/30, 24,07.79.

3. Авторское свидетельство по заявке

У 3226580/27, кл. В 23 К 35/30, 05.12.80.

4. Авторское свидетельство СССР N 655744, кл. С 22 С 38/50, 04.11.76 (прототип).