Электрод для сварки низколегированной стали

(51)5 В 23 К 35/365 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬС СКО К сопротивления хрупкому разрушению сварного соединения после высокотемпературного нагрева и полной термообработки, В качествестержня электрода используют проволоку из перлитной стали, содержащей кремний, Состав покрытия электрода содержит, (мас,;): плавиковый шпат (20 - 24); песок кварцевый (4 - 8); ферротитан (7 - 11); рутил (2 - 6); ферросилиций (3 - 5); графит (0,5 - 1,0); феррованадий (0,25 - 1,0); поташ (0,5 - 1,5) и мрамор. Суммарное содержание ферротитана и рутила в покрытии должно удовлетворять соотношениюЕеТ 3+ Т 02)6+ 1011 ф+ЕеЯ ) где Щ - содержание кремния в стержне, мас.; Ееч), Т 02), ЕеЯ 1 - содержание в покрытии электрода соответственно ферротитана, рутила и ферросилиция, мас,о, Коэффициент массы покрытия электрода составляет 36 - 44 О. 2 табл,ение по МАШ" ЗемляЛЕГИи последующей полной термообработки за счет того, что ванадий образует мелкодисперсные равномернораспределенные фазы, выделенные в виде карбидов, а соблюдение указанного соотношения между титансоде ржащими компонентами покрытия и кремнесо.держащими компонентами проволоки и покрытия приводит к оптимальному раскислению и уменьшению размера зерна наплавленного металла(Ог М повышение сле высокоте и.полной тер эксплуатаци до 350 С.При сод надия в коли и ферров наплавле ержании в покр честве более 1,0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1381875, кл. В 23 К 35/365, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1586886, кл, В 23 К 35/365, 1988,(54) ЭЛЕКТРОДДЛЯ СВАРКИ НИЗКО РОВАН Н ОЙ СТАЛ И(57) Изобретение относится к сварке, а именно к электродам, используемым для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса в различных отраслях машиностроения, Цель изобретения - повышение прочностных характеристик и Изобретение относится к сварке, а именно к электродам, используемым для ручной дуговой сварки низколегированной стали перлитного класса в различных отраслях машиностроения.Цель изобретения - .повышение прочностных характеристик и сопротивления хрупкому разрушению сварного соединения после высокотемпературного нагрева и полной термообработки,Введение в покрытие электрода феррованадия в количестве 0,25 - 1,0 мас. о при указанном содержании остальных компонентов и выполнении заданного соотношения позволяет обеспечить повышение уровня прочностных характеристик металла сварных швов после высокотемпературного нагрева, Таким образом, обеспечивается ачества сварного соединения помпературного нагрева до 1150 О С мообработки (закалка+ отпуск) и и конструкции при температуре10 15 20 25 30 35 40Ф 45 50 55 ном металле наблюдается увеличение содержания карбидной фазы, а также ее неравномерное распределение. Это приводит к охрупчиванию наплавленного металла. При содержании феррованадия меньше 0,25 из-за недостатка карбидной фазы и ее неравномерного распределения металл сварных швов имеет пониженную прочность.Для компенсации выгорания углерода проволоки в состав покрытия вводится графит в количестве 0,5 - 1,0 мас.%. Превышение содержания графита свыше 1,0% приводит к охрупчиванию металла из-за появления хрупких структур и коагуляции карбидной фазы, При содержании графита меньше 0,5% из-за недостаточного количества карбидной фазы падает прочность металла швов,Для получения металла сварных швовс требуемым уровнем ударной вязкости (не менее 69 Дж/см при 20 С) необходимо получение швов с высокой степенью раскисленнвсти с мелкозернистой структурой,Указанные условия достигаются выполнением соотношенияС Гет + Г П 02)6 + 10 /Я+ Г Ге я 1, Введение в покрытие электрода титансодержащих компонентов в указанных пределах способствует хорошему раскислению металла шва, что приводит к меньшему содержанию неметаллических соединений и кислорода, подавляет кремневосстановительный процесс, Кроме того, титан, обладая большим сродством к углероду и азоту, образует мелкодисперсные тугоплавкие карбиды и нитриды титана, способствующие образованию мелкозернистой структуры.Содержание в покрытии электрода рутила в количестве 2 - 6 мас,% улучшает технологичность покрытия при изготовлении электродов и их сварочно-технологические свойства, Рутил, кроме того, способствует проявлению положительного эффекта от введения небольшого количества ферротитана 7 - 11 мас. , так как в противном случае титан расходуется на восстановление менее прочных окислов, вводимых в покрытие, что ухудшает ударную вязкость и повышает вероятность образования пор в наплавленном металле. При превышении содержания рутила более 6,0 мас,% эа счет нежелательного легирования титаном металла шва ухудшается его ударная вязкость, При содержании рутила менее 2,0% неудовлетворительные сварочно-технологические свойства и технологичность покрытия при изготовлении электродов. Содержание в покрытии электрода ферротитана в количестве 7-11 мас.% способствует хорошему раскислению металла шва и его модифицированию, что повышает ударную вязкость после указанной термообработки,Учитывая, что стальной стержень электрода изготавливается из стали марки Св - 12 Х 2 Н 2 МАА и содержит в своем составе хром до 2,1 мас.%, из состава покрытия исключен ферромарганец, так как марганец способствует развитию отпускной хрупкости И рода, а функцию раскисляющего элемента берут на себя титансодержащие, компоненты, которые введены в большем количестве, чем в прототипе,Были изготовлены электроды с указанными в табл,1 составами покрытия и содержанием в остальном стержне марки Св - 12 Х 2 Н 2 МАА кремния. Качество сварного соединения после высокотемпературного нагрева и полной термообработки (закалка+ + отпуск) оценивали пределом прочности и сопротивлением хрупкому разрушению наплавленного металла, За параметр сопротивления хрупкому разрушению принята ударная вязкостьобразцов Шарпи при 20 С, равная 69 Дж/см , Предел прочности,при220 С равный 640 МПа и при 350 С равный 540 МПа, является параметром прочностных свойств наплавленного металла,Свойства наплавленного металла получены послетермообработки: нагревдо 1150 С, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе, закалка 920 С, выдержка 1 ч,. охлаждение в масло, отпуск 650 С, выдержка 10 ч, охлаждение с печью со скоростью 10 - 25 С/ч, технологический отпуск 620 С выдержка 15 ч + 650" С, выдержка 30 ч, охлаждение с печью со скоростью 10-25 С/ч,Изготовленные электроды имели коэффициент веса покрытия для стержня диаметром 5 мм - 36 - 40%, для стержня диаметром 4 мм - 38-42%, для стержня диаметром 3 мм - 40 - 440 , Механические свойства наплавленного металла представлены в табл. 2.В качестве основного металла использовалась сталь марки.15 Х 2 НМФА.Как видно из табл,2, электрод обеспечивает повышение уровня сопротивления хрупкому разрушению и прочностных свойств после указанной термической обработки.Ф о р мул а и зоб р етен ия Электрод для сварки низколегированной стали, состоящий из стержня, выполненного иэ перлитной стали, содержащей кремний, и покрытия, содержащего плавиковый шпат, кварцевый песок, ферротитан, ферросилиций, поташ и мрамор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик и сопротивления хрупкому разрушению сварного соединения после высокотемпературного1666285 Табл и ца 1. аблиц мечание, Результаты испытаний по трем образцам,Составитель Т. АрестРедактор А. Долинич Техред М,Моргентал Корректор И. Муск каз 2485 Тираж 518Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 101 нагрева и полной термообработки, покрытие дополнительно содержит феррованадий, графит и рутил при следующем соотношении компонентов, мас, :Плавиковый шпат 20-24 Кварцевый песок 4 - 8 Ферротитан 7 - 11 Рутил 2-6 Ферросилиций 3 - 5 Графит 0,5 - 1,0 Поташ 0,5-1,5 Феррованадий 0,25 - 1,0 Мрамор Остальное при этом суммарное содержание ферротитана и рутила в покрытии должноудовлетворять соотношению е Рет 1+т 1021 а+10 уЯ+Ге 817где Щ - содержание. кремния в стержне иэ перлитной стали, мас.ЕеТ 3, Т 102 ЦЕе 31 - содержание в по крытии электрода соответственно ферротитана, рутила, ферросилиция,мас., причем коэффициент массы покрытия электродов составляет 36 - 44.