Состав сплава

(9) Г 5)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО(71) Липецкий поНоволипецкий ме(54) СОСТАВ СПЛ М 7литехнический институт и таллургический комбинат й, В.В,Ветер, М.И,СамойЗ,П.Каретный, А.В.Мельамовдетельство СССР 3 К 35/30, 12.07.73. идетельство СССР 2 С 38/50, 04,11.76, АВА Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при восстановлении деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок; например прокатных валков.Цель изобретения - повышение контактной усталости и технологической прочности наплавленного металла,Повышенное содержание углерода в наплавленном металле способствует упрочнению сплава, В то же время, повышать содержание углерода в наплавочном материале выше 0,22% нежелательно так как резко снижается технологическая прочность (повышается склонность наплавленного металла к образованию холодных и горячих трещин),Хром является сильным карбидообразующим элементом, образующим устойчивые специальные карбиды типа Сг 7 Сз, Сг 2 зС 6, СгзС 2. Сплав содержит 9 11;4 Сг,Введение никеля до 1% увеличивает прокаливаемость наплавленного металла, а 3 К 35/30, С 22 С 38/4(57) Использование: восстановление деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок. Сущность изобретения; сплав содержит, мас.о: углерод 0,180,22, хром 911, никель 0,91,1, молибден 0,36.0,42, вольфрам 0,180,22, ванадий 0,360,42, кремний 0,10,15, марганец 0,150,2, кальций 0,05,0,07, железо - остальное, Изобретение позволяет повысить контактную усталость и технологическую прочность наплавленного металла. 2 табл. также обеспечивает повышенную ударную вязкость, пластичность и технологическую прочность.Молибден способствует увеличению прокаливаемости, увеличению прочности и устойчивости к отпускной хрупкости.Добавка молибдена в количестве 0,35- 0,42% достаточна, чтобы избежать отпускную хрупкость.Вольфрам является карбидообразующим элементом. Двойные карбиды образуются на базе цементита ГезС, в котором растворяется часть вольфрама, кроме того, образуются карбиды ЧЧС и О/2 С. Сталь, упрочненная карбидами вольфрама, имеет значительную износостойкость,Ванадий вводится в количестве 0,36- 0,42 О для измельчения первичной структуры, повышения прочности и снижения склонности к замедленному разрушению,Являясь хорошим карбидообразователем, ванадий способствует равномерному распределению углерода в виде карбидов, что обеспечивает равномерность свойств в40 45 50 55 наплавленном металле. Для получения оптимальных свойств в очень важное значение имеет соотношение легирующих элементов хрома, никеля, молибдена, вольфрама, ванадия к углероду,В предлагаемом материале оптимальное сочетание свойств обеспечивается при соотношении содержания указанных компонентов 1:50:5:2:1:2(С; Сг:%: Мо:ЧЧМ). Кал ьций является активным рафинирующим элементом, который связывает серу, фосфор, кислород, Введение кальция в количестве 0,050,070 обеспечивает повышенную технологическую прочность наплэвленного металла,Предлагаемый состав обеспечивает получение стали низкоуглеродистого мартенситного класса с высокими показателями механических свойств . и свариваемости,Таким образом, благодаря установленному соотношению компонентов проволоки наплавленный металл имеет повышенную контактную стойкость и технологическую прочность.Положительный эффект предлагаемого технического решения зэклочается в повышении доггговечности качества наплавленных деталей, работающих в условиях контактнь 1 х нагрузок,Ниже приводится пример конкретного выполнения предлагаемого состава для наплавки,Производился расчет, выплавка и изготовление проволоки, химический состав которых приведен в табл.1,Для оценки свойств предлагаемого состава производилась многослойная наплавка серии пластин,Наплавка пластин из стали 3 размером 250 х 100 х 20 ммосуществлялэсь проволоками, обеспечивающими состав под флюсом АНОС (см, табл,13,Из наплавленного металла изготавливались образцы для механических испытаний и для испытаний на контактную усталость, и на свариваемость, Испь тания на контактную усталость производились на машине МК ВК конструкции ВНИИПП при пк= 650 МПа,Оценка склонности наплавленного металла к образованию горячих трещин производилась путем принудительного деформирования свариваемых образцов (количественный метод) на установке, разработанной в Липецком политехническом институте,Критерием оценки служила критическая скоросгь растяжения образца, при которой исчерпывалась пластичность сварного шваи появлялись горячие трещины.Для проведения испытаний на технологическую прочность на наплэвленные заго 5 товки наплавлялся шов под слоем флюсаАН - 20 С контрольный шов одноименный (снаплавленным металлом) проволокой нарежиме: ток - 600.;,650 А; напряжение -30,32 В; скорость нэплэвки - 30 м/ч,10 В момент, когда дуга находилась подстыком, включали механизм деформировэния и образцы с заданным темпом растягивались.После охлаждения образцов до"5 5060 С образцы разламывались и изломвизуально изучали на наличие горячих трещин,Оценка склонности металла, наплавленного различными проволоками, к хо 20 лодным трещинам производиласьколичественнь 1 м методом путем испытанияобразцов на установке УХТ. Перед загрузкой образцов на наплавленный металл накладь 1 вался контрольный шов той же25 проволокой, что и наплавленный металл,В процессе испытаний образцы находились под нагрузкой в течение 3-х сут, послечего нагрузка снималась и контрольный шовизучался визуально и с помощью бинокуляр 30 ного микроскопа на наличие трещин,Результаты испытаний представлены втабл,2,Как видно из табл, 2, наиболее оптимальным по контактной усталости и техноло 35 гической прочности является сплав 4,Технико-экономические преимущества изобретения состоят в том, что его применение. позволяет повысить свойства наплавленного металла. Формула изобретения Состав сплава, содержащий углерод, хром, никель, молибден, ванадий, кальций, кремний, марганец, железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения контактной усталости и технологической прочности, при использовании сплава в качестве материала для наплавки состав содержит дополнительно вольфрам при следующем соотношении компонентов,мэс о Углерод 0,18 - 0,22Хром 9,0 - 11,0Никель 0;9-1,1Молибден 0,36-0,42Вольфрам 0,18 - 0,22Ванадий 0,36 - 0,42Кремний 0,1 - 0,15Марганец 0,15-0,2Кальций 0,05 - 0,07Железо Остальное1796388 Таблица 1 та и/иЕ Химический состав мас Мп Ст М 51 Остальное Т в б л и ц а 2 Ь и/и Склонность к образо ание холодных трещин (напрвженив (7 р,МПа Ударнал вазкость,джlсмзСклонность к образо вению торвчнх трещин (температуранации. ин/мин Предел прочности о,. МПаСоставитель И.СарычевРедактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш Заказ 618 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, 7 К. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 Э 5 6 7 в 9 10 11 12 13 0.17 0.18 0,22 О,гз о,1 в 0.19 О,г 0,21 0.2 0.19 0,2 0.2 0,2 5,2 4,2 4.2 2,8 4,2 4,2 4.2 3,8 4.2 4.2 3.6 4.2 3.7 0.2 02 0,2 0.2 0.2 0.2 02 0,2 0,2 0,2 02 0.2 0.2 980 1000 600 950 1000 1000 900 960 1000 960 860 740 9 9 9 9 в.в 10 11 1 1,2 1 О 9,1 1 О.1 10 1 О 0.9 0.94 0.92 0,95 0,91 1.05 1.01 1.03 1.01 1.1 0.8 12 1250 1500 1500 1500 1300 1580 1580 1100 1400 1580 1420 1430 1350 0,36 0,36 0,38 0.37 0.36 0,4 0,4 0.4 0,41 0.39 0,42 0.34 0,43 О. 16 0,2 0.21 0,19 0,18 0.2 0.2 0,2 0.2 0,18 0,19 0,16 0.23 50 55 50 30 35 50 50 36 38 50 45 40 37 0,05 005 0.05 0.05 0,05 0.06, О.Оо 0.04 0.07 0.08 0.06 0.06 37 42 42 46 40 42 42 42 40 42 40 42 40 0,15 0.15 0,15 0.15 0.15 0,15 0.15 0,15 0.15 0,15 0.15 0.15 0.15 0,6 1.5 1,8 0,65 0,71 1,45 1.68 0.75 0.94 1.68 0,93 0.87 0.96