Состав порошковой проволоки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциапистическикРеслублик оц 812486(51) М, Кл,В 23 К 35/368 Гееударстееииый комитет СССР ао делам изебретеиий и открытий(54) СОСТАВ ПОРОШКОВОИ ПРОВОЛОКИ Изобретение относится к области сварочных материалов, в частности порошковых проволок, предназначенных для сварки разнородных сталей и разделительного слоя биметаллов, применяемых в химическом машиностроении.Известен состав 1) сварочной проволоки, состоящий из оболочки из сплава на основе никеля оболочки и порошкообразной шихты, включающий следующие ингредиенты, вес. %:Хром 24 - 30 Марганецазотированный 0,3 в 1,5 фторполимеры 0,3 - 0,6 Железный порошок 18 - 24 Двуокись циркония 3,6 - 6Алюминиево-ванадиевомолибдено-титановаялигатура 3 - 6 Низкокремнистыйбезокислительный флюс 3,6 - 3,4 Редкоземельный металл 0,03 - 0,3 Оболочка из сплава наоснове никеля Остальное Однако такая проволока не гарантирует получение стойких к образованию горячих и холодных трещин швов при сварке разделительного слоя биметаллов, особенно с высококоррозионным из сталей Х 17 Н 13 МЗТ и ОХ 23 Х 28 МЗДЗТ и т. р. слоем и разнородных, соединений из указанных сталей с мало- углеродистыми материалами. Кроме того, производство такой проволоки затруднено ввиду сложного состава шихты. Известна также порошковая проволока2), предназначенная для сварки разделительного слоя биметаллов и разнородных соединений и обеспечивающая достаточно высокую коррозионную стойкость металла шва,следующего состава, вес. %:Хром 30 - 35Марганец 3 - 5 15 Алюминий 1 - 2Молибден 5 - 8Газо- и шлакообразующиекомпоненты (мрамор ++ плавиковый шпат) 9 - МНиобий 0,8 в 1,2Никелевая оболочка ОстальноеОднако и эта проволочка при сварке биметаллов с высоколегированным сустенитным плакирующим слоем не обеспечивает812486 3достаточно высокой стойкости протйв образования горячих и холодных трещин.Цель изобретения - разработка такогосостава порошковой проволоки, которая,отличаясь простотой в производстве, позволяла бы получить стойкие к образованиюгорячих и холодных трещин швы при сварке разделительного слоя биметалла (в томчисле из высококоррозионностойких сталей,например марок Х 17 Н 13 МЗТ, ОХ 23 Н 28 МЗДУГи им подобных) и разнородных соединенийиз этих сталей с малоуглеродистыми,Поставленная цель достигается тем, чтооболочка порошковой проволоки выполнена из никеля, например электролитического,а порошкообразная шихта дополнительносодержит кальций и азотированный хромкомпри следующем соотношении входящих копонентов, вес. /о:Хром азотированный 8,5 - 11,5Хром 22 - 26Марганец 17 - 24Молибден 9 - 112Алюминий 4 - 5Кальций 0,009 - 0,012Иттрий 2,5 - 3,1Газо- и шлакообразуюшие7 - 1компонентыОболочка из никеля ОстальноеРассмотрим влияние входящих в составшихты заявляемой проволоки ингредиентов на свойства металла шва.В качестве газо- и шлакообразующих компонентов использованы мрамор и плавиковый шпат, которые формируют требуемуюшлаковую и газовую фазы при сварке. Приемлемая (оптимальная) концентрация этихэлементов составляет соответственно 4 -6% и 3 - 5 О/,. Выбоанные пределы содержания мрамора и плавикового шпата справедливы для предлагаемой проволоки с любымсоотношением компонентов в ее шихте. Другая система легирования шихты потребуетнекоторого уточнения содержания рассматриваемых элементов,Молибден вводится в проволоку для повышения стойкости сварных швов к образованию трещин и улучшению сопротивляемости коррозионному износу высоколегированного облицовочного шва. Неоднократныеопыты показывают, что понижение в шихтепроволоки молибдена ниже 9/о не позволяет получить сварные швы с отсутствиемгорячих трещин (критическая скорость деформации их менее 2,4 мм/мин). Дальнейшее (свыше 11 О/,) повышение концентрации этого ингредиента мало сказывается напоследующей технологической прочностинаплавленного металла. В связи с этим молибден введен в шихту в пределах 9 - 11 /О.Легирование хромом осуществляется дляпредотвращения понижения концентрациихрома в облицовочном шве и достижениятем самым требуемой коррозионной стойкости последнего. Выбранные пределы содер 4жания хрома в шихте: нижний 22 О/о и верхний 26% - способствуют обеспечению заданной коррозионной стойкости. Введениев шихту азотированного хрома, с однойстороны, способствует улучшению коррозионной стойкости сварных соединений, а с другой - существенно повышает механическиесвойства металла шва за счет повышениястабильности аустенита и улучшения стойкости к образованию горячих трещин. Прилюбом соотношении входящих в состав шихо ты проволоки компонентов оптимальное проявление хрома азотированного отмечаетсяв случае содержания в пределах 8,5 - 11,5 /О.оАлюминий введен в состав шихты проволоки для предотвращения пор в металлешва и измельчения его структуры. При его содержании менее 4/о наплавленный металлпроявляет склонность к образованию пор,наиболее выраженному при однослойнойсварке малых трещин. Увеличение концентрации алюминия против 5/о хотя и приводитк дальнейшему измельчению структуры, оденако отрицательно сказывается на пласти -чности швов. По этой причине алюминийвзят в пределах 4 - 5/ОДля повышения стабильности аустенита, устойчивости к образованию пор и трещин сварного шва в состав проволоки введено 17 - 24 О/, марганца. Эта концентрацияявляется оптимальной для любого соотношения компонентов шихты в указанных пре 24 иделах, так как повышение его свыше 24 /оможет вызывать уменьшение вязкости назоплавленного металла из-за образованиявструктуре чрезмерного количества-фазы,а понижение ниже 17% снижает ударнуювязкость и пластичность вследствие наличия зон с малопластичными продуктами полиморфных превращений,Таким образом, указанные компоненты вопределенной мере способствуют улучшениюмеханических, сварочно-технологическихсвойств и структуры сварного шваОднаковведение только их в состав порошкообраз 49ной шихты не позволяет достичь поставленной цели, так как указанные характеристикишвов не обеспечивают приемлемой стойкости к холодным и горячим трещинам присварке разнородных соединений и раздели 45 тельного слоя биметалла с аустенитным высоколегированным плакирующим слоем.Эта задача решается путем совместноголегирования шихты кальцием и иттрием, которые способствуют скачкообразному изменению свойств наплавленного металла, заключающемуся в резком возрастании сопротивляемости холодным и горячим трещинам(оценивают критической скоростью деформации). Указанное воздействие кальция ииттрия на свойства металла шва происходити лишь при условии их совместного введенияв шихту и объясняется развитием адсорбционных эффектов в приграничных зонах действительного аустенитного зерна, повыше812486 Формула изобретения Составитель ТАрестТехред А. Бойкас Корректор М. Коста Тираж 1148 Подписное Редактор О.Колесникова Заказ 231/15 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород; ул. Проектная, 4ния стабильности аустенита, изменением эффективного интервала кристаллизации и т. П.Для количественной оценки совместного воздействия иттрия и кальция на свойства предлагаемой проволоки испытаниям подвергли ряд составов ее шихты, содержащих (по расчету) последовательно 0,002; 0,006;0,009; 0,011; 0,012; 0,015/о кальция и 1,8;2,4; 2,6; 2,5; 2,9; 3,1; 3,3% иттрия при концентрации прочих компонентов в указанных пределах и оболочки из электролитического никеля, составляющей остальную дополнительную до 100/, часть.Результаты экспериментов показали, что наилучшими свойствами обладают сварные швы, выполненные проволокой с 0,011% кальция и 2,9% иттрия. Введение в шихту ниже 0,009% кальция и 2,4% иттрия мало сказывается на стойкости наплавленного металла к горячим и холодным трещинам, а превышение их выше 0,012/, и 3,1/, соответственно практически не оказывает дальнейшего улучшения рассматриваемых показателей качества. В связи с этим нижний предел содержания кальция и иттрия в проволоке следует ограничить 0,009 и 2,5/ а верхний - 0,012 и 3,1/оПредлагаемая проволока обеспечивает высокое качество швов при сварке разделительного слоя биметалла с аустенитным высоколегированным плакирующим слоем и разнородных соединений, и может найти широкое применение при изготовлении особо ответственной сварной химической аппаратуры. Экономический эффект от внедрения предлагаемой проволоки по сравнению с известными материалами составляет 2,3 - 3,1 р. на 1 кг металла шва, что достигается за счет повышения на 15 - 20% производительности сварочных работ, снижения на10 - 15% потерь от брака и улучшения качества сварных соединений. Состав порошковой проволоки для выполнения разделительного слоя при сварке биметаллов, преимущественно с высоко- легированным аустенитным плакирующим 10 слоем, и разнородных соединений, состоящей из никелевой оболочки и шихты, содержащей хром, марганец, молибден, алюминий, иттрий, газо- и шлакообразующие компоненты, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости против горячих и холодных трещин металла шва, шихта дополнительно содержит хром азотированный и кальций при следующем соотношении компонентов проволоки, вес. %:Хром 22 - 26 20 Марга нец 17 - 24Молибден 9 - 11 Алюминий 4 - 5 Иттрий 2,5-3,1 Газо- и шлакообразующиекомпоненты 7 - 11 Хром азотированный 8,5 - 1 1,5 Кальпнй 0,009 - 0.012 Никелевая оболочка Остальное Источники информации,30 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 596404, кл. В 23 К 5/368,01.06.76.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мо 2699237, кл. В 23 К 35/368,35 18.12.78.