Чугун для сварочных электродов

(72) Ю,Н,Дойников,люк, И,Г,Раздобарин видным графитом, Целью изобретения является устранение трещинообразования и повышение прочности и пластичности сварного шва при сварке массивных отливок из высокопрочного чугуна с толщиной стенок более 0,1 м. Предложенный чугун содержит, мас,%: углерод 3,8-4,2; кремний 3,5-4,5; марганец 0,01-0,2; хром 0,01-0,05; алюминий 0,01-0,05; магний 0,09-0,15; кальций 0,05 - 0,15; редкоземельные металлы 0,05 - 0,15; титан 0,01 - 0,05; ванадий 0,01 - 0,05; барий 0,005-0,05; азот 0,001-0,03; никель 0,25 - 1,00; железо остальное. Сварной шов имеет следующие механические свойства: предел прочности при растяжении 450- 460 МПа, относительное удлинение 15- 16%, твердость 160 в 1 НВ, структура чугуна в шве ферритоперлитная с шаровидной формой графита, трещины после сварки отсутствуют. 2 табл.(5 КТРОАРОЧНЫХ 7) Изобретеничастности к чует быть исполь ЛИВОК ИЗ ВЫСО относится к металлургии, унам для электродов, и моовано для сварки и заварки копрочного чугуна с шаро 2 УглеродКремнийМарганецХромАлю,минийМагнийКальцийРЗМТитанВанадийБарийАзотНикельЖелезоДополнитела никеля,0,25 -ное введе ,0 мас,%) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕ Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию чугунов для электродов, и может быть использовано для сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.Целью изобретения является устранение трещинообразования и повышение прочности и пластичности сварного шва при сварке отливок из высокопрочного чугуна с толщиной стенок более 0,1 м,Предлагаемый чугун содержит углерод, кремний, хром, алюминий, магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗМ), титан, ванадий, барий, азот, никель и железо при следующем соотношении компонентов, мас,%; 3,8-4,2 3,5-4,5 0,01 - 0,2 0,01 - 0,05 0,01 - 0,05 0,09 - 0,15 0,05 - 0,15 0,05-0,15 0,01-0,15 0,01 - 0.05 0,005-0,05 0,001 - 0,03 0,25 - 1,0 Остальное ие в состав чугупособствует ус 17521314тРэнени 0 тВ 61 цин В СВВРНОМ шВВ, УВВлгиц 1веет пластические свойства, особенно относительное удлинение,При наличии В чугуне менее 0,25 мас, г%никеля пластическсе свойства его не увели 5чиВаются, При ВВОДВ В состав более 1 мэс,%никеля относительное удлинение шва пояышается незначительно. Из-за дефицитностии дороговизны никеля ввод его в СГ 11;гавчугуна в количестве более 1 мас.% зкс(гэм(- 10чески нецелесообразен,Повышение содержания кремния в угуне (3,5-4,5 мас,%) обеспечивает пору 58 ние в сварном шве структуры чугуна безцемента, резко снижающего пластические 15СВОЙСТВЭ ЧУГУНЭ, ПРИ НЭЛИЧИИ В Состсгее МЕнее 3,5 мас,% кремния, в сварном шве г;оявляются отдельные включения цементига,Ввод в состав чугуна более 4,5 мас.% кремниЯ приВОДит к понижени 10 пластических 20свойств шва, особенно в зоне термическоговлгляния.ПОВышение сОД 8 ржаниЯ мОДифЛцируго"щих элементов в составе чугуна (рлэгж 51О,г,"-0,15 р(эс.%, кальция 0,05-0,15 мэс,%, 25РЗМ 0,05-0,15 риас.%) способствует получению в сварном шве шаровидной формы графита вместо пластинчатой, что приводит кРЕЗКОМУ ПОВЫШЕ.И(О М 6 ХаНИЧЕСКИХ СВОгЛСтВчугуна, особенно пласичности. При содержании в составе чугуна для электродов ме.нее 0,09 мас,% магния, менее 0,05 глас,%кальция и рле 488 0,05 мас,% Р 3 Ы в гтрук(ое сварного шва получается смешаннаяформа графлтарплэстинсэтая и шэровегд 11 Э 5), 35Вызыварощая резкое понижение его плэгтических свойств, что способствует обрэзс ва-.нио трещин в околошовной зоне пвэ. Приналичии в составе болев 0,15 Рлас,% Р(агР(1и более 0,15 мас,% 1 сЗЫ в сваРном ш"6 10появля 1 Отся Включения цементита, реза;.Оснижарощие пластические гволства сварного шва. При содержании в составе болае0,15 Рлас.% кальция В сварном шве Выделяются коупные вклочеюля графита, что такха 45в некоторой мере способствует С 14(же(юпластич 8 ских свойств металла шва.НЭЛИЧ(8 В СОСТЭВВ сУГУ 14 а ДЛЯ ЭлегТРОдов легирующих элементсв, таких кэк мэргаец, хром, титан, Ванадий, способствует 50повышению прочности прй растржении, Гэрий В сОставе чугуна совместно с маГнием,кальцием и РЗЫ является элементом-модифлкатором. способствуо дим полученирошаровидной формы рафита, 55 Углерод совместно с кремнием способствурот графитизации чугуна, Аламний в СОставе чугуна, являясь раскислителем., одновременно, находясь в таом малом количестве., способствует графитизации чу.уна,устраняет образование Цементэ,11 аличе(е в чугуне азота В коллсестве0,0011 - 0,03 мас.% способствуе обраэованео нитридов ванадия, титана, марганца,котооые являОтгя ВотОлнительеыми цен трами кр(с 1 алл и за Ции, г и Особгт Бую 1 Ци миполучени,о мелкозернистой структуры свэрНОГО 1 ЦВЭ,П р и м 8 Ер, ел(зготав/(е(вэот и исГ(ытывэОТ ПРОДЛЭгсэеМЫЙ СОСТсГВ ЧУ 1 У 1 Э ДЛЯ ЭЛОКТРОдов с цОЛЬп пт)оэерк Пэ свэривэемость,Каг 18 СТВО И СВОЙСТВЭ МОТЭЛЛЭ П ВЭ,Состав исследуемых чугунов для электродов п ри ведсч 1 в табл, 1,Нообходлк(ый состав электродов полУсаЩ ПУтеМ ВЫГЛЭ 1 КЛ ИСХОДНОГО ЧУГУна СО.держэшего углергд, кремний, марганец,х р О( . э л 10 м и н и Й, т и т э н, еЗ э н э д и Й, и Г 1 О с л 8 ДУЕГг 118 ГО ЕГО МОДИфИЦИРОВЭНИЯ КОМПЛЕКсными модификаторами типа СЫ Г 2,Сог(РРРКЭЩ(МИ 1".ЭГНИЙ, КЭЛЬЦИЙ, ЬЭРИЙ,Р;-31 л. Для Оптир(изэЦии сос(эвэ Г(О модифиЦИ 11 У;ОгЩЛМ ЭЛЕМЕНтаМ ИГ;ПОЛЬЗУЕОт ЛгЛГЭГУРУСЪг 3 г.1 РЗМ 30, 14 ЛКОЛЬ.гс(сэггглег(уО Лигатуруи ферроситЦий Ф С э, С 1 ельс улугг 18 негя,ЭЧОСтеа И СВОгЛСта ЧУГУНа ПРОДУВЭЮт аЗОГ ОР 1,Из изГОтбвл 81 но О сос Гэеэ чугуна ОтллВЭ 8; ЭЛ 8 КТРОДЫ В ВИД 8 ПРУГКгОВ Д(ЭМет-,ром О-З мг.( и дл".гой 200-300 мм,Пргверку нп сва;лвэемость и качествоСВЭРгЮГОПВЭ ПРСВОДЯ Г НЭ ПЛЭСТИНЭХ РЭЗМЕром 250 х 250 х 110 мм Отритых из высокопроного угуна с шэровид 14 Р( графитом,Ыехэ ические свсйствэ чугуна гласин:пр 81 ол прочности при рэстя.ен" (и г 135 с 185ЫПВ ОнОсглте/1 ьное удлиненле 13-11 9%,твердость 150-150 1-гЯ, Пластины с разде.,.слэ 4 ньРл кромками под углом 45 подогреваО( до 500 С, э затем проводят сваркуЭЛ 6 КтрОдуГОВЫМ СПОСОбОМ, ИЗ ГВЭрНОГО ШгэаВЬреэаю"1 ОбрсгЗЦЬ ДЛ 5 ИСГЬТЭНИЙ КЭЧССТВЭи СВСЙСтВ СВЭрНОг О ЛеталЭ,Результаты испытаний приведеы втэбг. 2,1 ГО Э 11 14 И Т С Л Ь Н Ы 1(1 с Н Э Л И З Р 8 3 У Л Ь Тс Т О Втабл, 2 покэзьВэет, что 1 Вилучшие показаТЕЛИ ПО КагЕСТВУ ШВЭ, ЕГО МЕХаНИЧЕСКИМ,пластическим свойгтвами, трещиноустойГИВОСтгЛ ПОЛУЧаОт ГРИ СОСтЭВЭХ ЭЛЕКТРОДОВ1-3, При прим,лвнии других состэ зов (4-5),не соответствуощих предлагаемому состаВу, и известного состава 6 в структуре чугунав сварном шве образуется сг(оп(э 4 нэя форма графита, имеотея включения цементитэ,а в самом сварОг( шве об 14 эруж(Вэотсятоещины,КСПЫтЭНИЯ ПР 8 ДЛЭГЭ 6 МОГО СОгтЭВЭ ЧУГУНЭ 1 ЛЯ ЗЛ 8 КТР,(ЛОВ т(ОГсЭЗЫВЭОТ ЗффекТИВ1752814 ность применения его для сварки и заварки дефектов отливок, изготовляемых из высо- копрочРОго чугуна (эпример цилиндров, коленчатых валов для дизелей и газомотокомпрессоров и др.),0,05-0,15 0,01-0,05 0,01-0,05 0,005 - 0,05 0,001 - 0,03 0,25 - 1,0 Остальное таблидаСодеокакие компонентов, нас,л Состав угуна 1 Вв 11И 1 Гв С 01 НпСт Л 1 Ив 1 Са РЗН 0,05 0,01 0 02 О 02 0,01 0,05 0,0 0,02 0,03 0,04 0,02 0,02 0,010,10,2О,0,15о,4,0 3,5 3,4 2,6 1,О о,5 0,25 о,п 5 1,15 0,005 О,О о,о 5 О,О 1 0,03 О,О 1 Остальноео,озО,ОО,ООо,о0,005О,О 0,01 0 О 0,05 0,01 0,02 0,02 0,05 0,02 0,0 0,02 0,01 0,03 л ОЭ О 5 О 15 012 О О о,5 о,о 5 о,о 5 0,08 0,04 0,04 0,16 0,18 0,16 0,04 0,03 О,О 1 3,8 2 4,0 3 4,24,0 5 3,8 6 (иаае,0стный)(,.н еь а Мне ем Ф таблица 2 Состав цугуна Налицне трещин в шве Микроструктура цугуна шва Иеканицегкие свойства сварного шва твердостьнв Предел проч-ности прирастяненин,ИПа Отностель ное удлиемв феррито-перлитная (перлита до 15 ь). Графит шаровидной Формыферрито-перлитная (перлитй до 10 л). Графит шаровидной фо рлы Отсутствует 60 165 16,0 162 15,4 45 г то гке 50 15,03,6 Перлито-ферритная (ферита до10), Графит смешаннойФормы Имеются трещины 260 4 350 Перлито-ферритная (Ферритадо 5 Ж ценентита до 10). Графит снешанной формы 360 2,8 277 Перлито-ферритная (ферритадо 10 л. Графит пластинцатый 2,0 300 иив Г в ЕЕ Е Е ИЕ Составитель Н, ШепитькоТехред М,Моргентал Корректор М, Керецман Редактор Н, Гунько Заказ 2736 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, москва, Х, Раушская набЮ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Формула изобретенияЧугун для сварочных электродов, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, аломиний, магний, кальций, редкоземель ные металль, титан, ванадий, барий, азот и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью устранения терщинообразования и повьпцения прочности и пластичности свар- НОГО ГВВа Пг)И СВарКЕ ОТЛИВОК ИЗ ВЫСОКО прочного чугуна с толщиной стенок более 0,1 м, он дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов,мас,%:Углерод 3,8-4,2Кремний 3,5-4,5Марганец 0,01-0,2Хром 0,010,05Ал оминий 0,01-0,05Магний 0,09-0,15Капы(ии 0,05 - 0,15РедкоземельныеметаллыТитанВанадийБарийАзотНикельМ(елезо