Сталь

"13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) СТАЛЬ преимущественно для сварочной проволоки, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, никель, алюминий, кальций, ванадий, редкоземельные металлы, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и 4 Ш С 22 С 38/46 В 23 К 35 30 пластичности сварного соединения, отпускоустойчивости металла шва и уменьшения склонности к образованию холодных трещин, она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:Углерод 0,04 - 0,10Кремний 0,4 в 1,0Хром 1,8 - 3,5Марганец 0,6 - 2,5Молибден 0,2 - 0,5Никель 0,8 - 4,0Алюминий 0,01 - 0,08Кальций 0,01 - 0,03Ванадий 0,10 - 0,25Редкоземельныеметаллы 0,01 - 0,03Железо Остальное20 35 Изобретение относится к металлургии,в частности к сталям для сварки конструкций из низкоуглеродистых малолегированных мартенситных сталей повышенной прочности, предназначенных для сложных сварных конструкций ответственного назначениятолщиной до 300 мм.Известен состав сварочной проволокидля сварки низкоуглеродистых мартенситныхсталей 1, содержащий следующие компоненты, мас.%:Углерод 0,02 - 0,10Кремний 2,0 - 3,0Марганец 0,3 в 1,0Хром 10,0 - 14,0Никель 4,0 - 8,015Молибден 1,0 - 1,5Кальций 0,01 - 0,05Церий 0,01 - 0,06Медь 0,3 в 1,0Не менее одногоэлемента из группытитан, цирконий,алюминий 0,01 - 0,10Железо ОстальноеЭта проволока имеет повышенное содержание хрома и никеля и не обеспечиваетравнопрочности сварного соединения.Наиболее близкой к предлагаемой сталидля сварочной проволоки по техническойсущности и достигаемому эффекту являетсясталь состава 2, мас.%:Углерод 0,15 - 0,25 30Кремний 0,35 - 0,70Марганец 0,40 - 0,60Хром .4,0 - 6,5Молибден 0,4 - 0,65Никель 0,10 - 0,50Медь 0,10 - 0,30Алюминий 0,01 - 0,10Ванадий 0,01 - 0,20Титан 0,01 - 0.10Кальций 0,005 - 0,08Магний 0,005 - 0,05РЗМ 0,01 - 0,10Азот 0,005 - 0,06Железо ОстальноеНедостатком такой стали при использовании ее в качестве сварочной проволоки,является низкая пластичность металла шва 45и склонность к образованию холодных трещин,Цель изобретения - повышение.прочности и пластичности сварного соединения отпускоустойчивости металла шва и уменьшения склонности к образованию холодныхтрещин.Поставленная цель достигается тем, чтосталь преимущественно для сварочной проволоки, содержащая углерод, кремний, хром,марганец, молибден, никель, алюминий, кальций, ванадий; редкоземельные металлы, железо, содержит компоненты в следующемсоотношении, мас.%: УглеродКремнийХромМарганецМолибденНикельАлюминийКальцийВанадийРедкоземельныеметаллы 0,01 - 0,03Железо ОстальноеСодержание хрома, марганца, никеля и молибдена в указанных пределах обеспечивает высокую устойчивость переохлажденного аустенита (прокаливаемость) и устранения бейнитного превращения при охлаждении, которое приводит к понижению прочности и пластичности, что важно для толстых листов и многослойных конструкций,Добавка молибдена устраняет склонность к отпускной хрупкости, что важно при осуществлении отпуска после сварки при 500 в 6 С.Содержание углерода менее 0,04% снижает устойчивость аустенита в интервале температур аустенитно-ферритного превращения, а выше 0,10% увеличивает склонность к образованию холодных трещин.Введение кальция приводит к раскислению и десульфурации металла шва, изменяет форму неметаллических включений (глобулярные включения). Добавка кальция снижает содержание в шве кислорода. Вследствие этого снижается склонность к образованию холодных трещин в сварном соединении.Введение кальция менее 0,01% незначительно влияет на эти характеристики, выше 0,03% Са нежелательно из-за ухудшения технологических свойств, в особенности деформируемости стали.Введение в сталь РЗМ, а именно церия и лантана, в указанных пределах дополнительно повышает пластичность шва за счет снижения содержания газов, связывания серы и изменения формы (глобулизации) не- металлических включений, особенно сульфидов.Содержание суммы церия и лантана ниже 0,01% не оказывает существенного влияния, а более 0,03% образует избыточную фазу на границах зерен и понижает ударную вязкость. Проволоку изготавливали из электро- дуговой стали. Производили автоматическую сварку (под флюсом АНЗ 48) стали 10 ХЗГНМЮА листов толщиной 20 мм проволокой 9 4 мм предлагаемой и известной сталей, состав которых указан в табл. 1.После закалки с 1 =900 С на воздухе и отпуска 550 С образцы имели свойства, приведенные в табл. 2.0 2 -"-Таблица 2 Предлагаемая сталь 61,0 18,0 96,0 112,0118,0 124,0 16,0 60,0 95,0 108,0 12,057,0 Известная сталь 60,0 55,0 15,0 51,0 В табл, 3 даны механические свойства сталей.Свойства металла шва с проволокой известной и проволокой состава 3 после закалки и отпуска при 300 С даны в табл 4,Из табл, 4, видно, что отпуск при 1= =300 С не разупрочняет шов, полученный с применением проволоки предлагаемого и известного составов, а отпуск при 1=550 Се1 О разупрочняет шов с проволокои известного состава и не разупрочняет - с проволокой предлагаемого состава. Склонность к образованию холодных трещин проверяли сравнительными испытаниями сварных соединений, полученных сваркой стали 10 ХЗГНМ с применением проволоки состава 3 и известного,Сварное соединение выдерживали не. посредственно после сварки в условиях двухосного напряженного состояния при напряжениях - 1 нагр., равных 0.85 фа и 1,1 баа в течение 72 ч.В сварном соединении, полученном с применением известной проволоки, трещины образовались через 10 ч.В сварном соединении, полученном с применением проволоки предлагаемого состава, трещины не образовывались после выдержки в течение 72 ч., следовательно, это сварное соединение не склонно к образованию холодных трещин,Экономический эффект обеспечивается за счет исключения промежуточных отпусков для снятия напряжений в сварных швах.1167235 Таблица Э Температура отпуска С Металл Механические свойства бь бе КС 7 КС 7-0 КС 7- о гс/мм кгс/мм ,Х 5,Е кгсм/см кгсм/см кгсм/см 102,0 04,0 73,0 600 63,0 720 16,0 17,0 18,0 14,0 20,0 10,59,814,0 13,0 11,5 16,5 550 650 109,0 07,0 82,0 85,0 55,0 56,0 14,0 160 7,5 8,0 6 О 6,5 5,0 6,0 550 118,0 116,0 Шов с проволокой состава 2 90,0 94,0 54,0 560 3,0 14,0 7,0 6,0 5,0 4,5 4,0 4,5 550 118,0 121,0 00,0 105,0 52,0 54,0 Шов с проволокой состава 3 13,0 13,5 6,5 6,0 5,0 4,5 5,5 4,0 550 72,0 56,0 57,0 52,0 45,0 48,0 Шов с проволокой прототипа 11,5 13,0 3,0 4,5 2,5 3,5 2,0 2,5 550 Таблица 4 Шов с проволокой состава 3 1190 1030 130 520 65 50 60 300 Шов с проволокой состава 4 74,0 300 Составитель В, Брострем Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л Пилипенко Заказ 4392/29 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4