Состав порошковой проволоки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 621.79. .042.3 (088.8) ее лелем взееретений в еткрмтийОпубликовано 15.03.83. Бюллетень10 Дата опубликования описания 25.03.83 В. Я. Зусин, В. И. Черноиванов, Г. Н. Вайнер, А. Й. Кабанец/ В. А. Муратов, В. К. Городко в";Р. Ш;Хасанов /(54) СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ 1Изобретение относится к сварке, в частности к материалам, применяемым для сварки и наплавки алюминиевых сплавов. ного материала мпоненты, вес. 4,8 - 5,8 1,2 - 2,0 0,25 в 0,45 2,7 - 3,5 Остальноерочный матери ую износост став сварочледующие ко Я% 5 естный сванедостаточншва. ал1 Ойк изобретению по сосковая проволока 12, 15 иевой оболочки и шихедующие компоненты6 - 5,9 ,45 - 0,9 го ащи 0,2 - 00,2 Остальное Известен сосодержащего сМедьКремнийМагнийОловоАлюминийОднако изобеспечиваеткость металла Наиболееблизкимтаву является порошсостоящая из алюминты выключающей слвес. %;КремнийМагнийКомпонент, содержцирконийМедьАлюминиеваяоболочка Недостатком известнои порошковои проволоки является низкая износостойкость металла шва при повышенных температурах. Цель изобретения - повышение износостойкости металла шва при повышенных температурах. Цель достигается тем, что шихта дополнительно содержит марганец и никель, а в качестве компонента, содержащего цирконий, - фторцирконат калия, при следующем соотношении компонентов, вес. %;Медь 0,3 - 2,5 Кремний 13,1 - 24фторцирконат калия 0,1 - 5Марганец 0,8 - 3 Никель 0,7 - 5Алюминиеваяоболочка Остальное Медь вводится в состав порошковой проволоки в пределах 0,3 - 2,5% для повышения жаропрочности и износостойкости наплавленного металла при повышенных температурах. При содержании меди в составе порошкового электрода 0,3% и менее влияние ее на металл наплавки незначительно.1004052 40 3С увеличением содержания меди до 2,5% в шихте порошковой проволоки металл наплавки обладает повышенными нрочностными характеристиками при длительном нагреве до температур + 300 - 400 С. Это объясняется тем, что медь при содержании до 2,5% участвует в повышении межатомной связи твердого раствора, содержащего марганец. Кроме того, при распаде твердого раствора сложного по составу сплава образуются дисперсные частицы фазы Т (А МпСц), которые участвуют в создании микрогетерогенности внутри зерен твердого раствора, что затрудняет деформацию. Избыточная медь участвует в образовании никельсодержащей фазы Т (А 1 Сц %), которая кристаллизуется в разветвленной форме, ее частицы, располагаясь по границе зерен твердого раствора, блокируют их и теи самым обеспечивают значительное повышение жаропрочности сплава. Содержание меди в шихте порошковой проволоки следует ограничить до 2,5% так как при содержании более 2,5% в структуре наплавки появляется фаза СцА 12, способствующая охрупчиванию сплава, понижению коррозионной стойкости и следовательно и износостойкости и повышению склонности к объемным изменениям. Кремний, вводимый в состав порошковой проволоки в пределах 13,1 - 24%, способствует снижению коэффициента линейного расширения, повышает твердость и увеличивает износостойкость металла наплавки при повышенных температурах. При содержании кремния ниже 13,1% в составе шихты порошковой проволоки наплавленный металл обладает пониженными прочностными характеристиками, повышенным коэффициентом линейного расширения, а следовательно и низкими свойствами по жаропрочности. При содержании кремния в шихте порошковой проволоки более 24% металл наплавки подвержен трещино. образованию от циклических напряжений и охрупчи ванию, что снижает прочностныехарактеристики. Цирконий в состав шихты порошковой проволоки введен в виде фторцирконата калия, это приводит к модифицированию наплавленного металла и повышению его плотности, что обеспечивает увеличение износостойкости материала при повышенных температурах за счет более равномерного распределения твердых включений по объему наплавленного металла,Образующие в наплавленном металле интерметаллиды алюминия и циркония повышают жаропрочность сплава.Введение фторцирконата калия способствует стабилизации процесса наплавки, улучшению сварочно-технологических ха 15 20 а 4рактеристик дуги, способствует образованию тонкого слоя шлаковой оболочки, которая предохраняет сварочную ванну от воздействия воздуха. Кроме этого, цирконий снижает склонность сплава к горячим трещинам, производит дегазацию сплава, повышает плотность наплавки, устраняет порообразование.Эффект модифицирования металла наблюдается при содержании фторцирконата калия в шихте порошковой проволоки 0,1%. Этим обусловлен нижний предел содержания фторцирконата калия. Увеличение содержания фторцирконата калия выше 5% в шихте порошковой проволоки способствует повышению склонности металла наплавки к охрупчиванию. В связи с этим содержание фторцирконата калия в шихте порошковой проволоки более 5% нерационально. Марганец в пределах 0,8 - 3% в сочетании с кремнием и медью в указанных пределах повышает твердость и прочность наплавленного металла при повышенных температурах.Содержание в шихте порошковой проволоки марганца меньше 0,8% не оказывает влияния на характеристики жаропрочности и износостойкости металла наплавки. При содержании марганца выше 0,8% и до 3% атомы марганца, находясь в кристаллической решетке твердого раствора, способствуют перераспределению валентиых электронов атомов других элементов. Это способствует увеличению межатомной связи, понижению коэффициента самодиффузии алюминия и тем самым повышению жаропрочности и износостойкости сплава. Однако увеличение содержания марганца выше 3% в шихте порошковой проволоки неблагоприятно сказывается на санитарно- гигиенических условиях процесса наплавки. Введение 0,7 - 5% никеля мало изменяет механические свойства сплава при комнатной температуре, но заметно повышает его жаропрочность при повышенных температурах, Это объясняется тем, что никельсодержащая фаза способствует упрочнению границ зерен твердого раствора. При содержании никеля выше 5% в порошковой проволоке увеличивается твердость наплавки и склонность к охрупчиванию.При содержании никеля ниже 0,7% изменение свойств жаропрочности и износостойкости при повышенных температурах не наблюдается. Составы порошковых проволок представ: лены в табл. 1.Свойства наплавленного металла при повышенных температурах приведены в табл. 2.3,3 1,1 емнии 0,3 Нике 2,5 3,0 рган торцирконаалия 0,1 Алюминиеваоболочка стальное ц а 2 а Коэффициент линейного расширени Твердость наплавленного м талла НВ,кг/мм ОтносительнаизносостойТемпература испытаний,Составы ирощковыхпроволок кость 1 (нижнийпредел) 75,(верхнийредел),8 9,7 300 3 (оптимальный) 2,2 1,0 9,8 ч,8 ототи В качестве порошковых проволок изготавливались ленты сечением 7 Х 1,5 мм. Порошковые ленты изготавливались на стандартном оборудовании. Наплавку осуществляют на следующем режиме: 1, =200 - 250 А, Ц, = 15 - 17 В, Ус. = 8 м/ч,Из полученных данных видно, что наиболее износостойкими свойствами при по 6вышенных температурах обладает состав 3,принятый за оптимальный. Применение данного порошкового электрода только для наплавки поршней дви гателей позволяет значительно увеличитьсрок их эксплуатации за счет повышения износостойкости. Состав порошковых проволок1004052 ФторцирконаткалияМарганецНикельАлюминиевая5 оболочка 0,1 - 5 0,8 - 3 0,7 - 5 Остальное Составитель Н. Козловская Редактор И. Митровка Техред И. Верес Корректор М. Коста Заказ 1667/14 Тираж 1104 Подписное 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, 4Формула изобретенияСостав порошковой проволоки, преимущественно для сварки алюминиевых сплавов, состоящий из алюминиевой оболочки и шихты, включающей медь, кремний и ком. понент, содержащий цирконий, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости металла шва при повышенных температурах, шихта дополнительно содержит марганец и никель, а в качестве компонента, содержащего цирконий, - фторцирконат калия, при следующем соотношении компонентов, вес. о/о:Медь 0,3 - 2,5 Кремний 13,1 - 24 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе