Состав сварочной проволоки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ А СПУБЛИ 9) 51)4 В 23 К 35 с 1фОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ й физики ляков, В.А. Т 8. 8)льство ССС5/30, 1974 ство СССР 5/30, 1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт прикладАН МССР(57) Изобретение относится к области машиностроения и металлургии и может быть использовано для исправления дефектов отливок и деталей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, Цель изобретения - получениекомплекса прочностных свойств сварногошва, равного комплексу этих свойстввысокопрочного чугуна с шаровиднымграфитом. Для этого в состав проволоки вводят 1, 1-1,6% титана, 0,5-0,9%ванадия и 0,2-0,7% алюминия. Приэтом состав сварочной проволоки содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%; углерод 3,5-5,0;кремний 0,7-1,0, марганец 1,2- 1,8,хром 0,9-1,2, никель 1,4-2,0; медь0,1 - 0,9, магний 0,08-0,16, кальций0,02-0,7, редкоземельные металлы0,02-0,8; барий 0,01-0,8; молибден0,3-0,8; бор 0,02-0,2; олово 0,081,0; титан 1,1-1,6; алюминий 0,2-0,7,ванадий 0,5-0,9, железо остальное.2 табл.Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может бытьиспользовано для исправления дефектов отливок и деталей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.Цель изобретения - получение комп.лекса прочностных свойств сварногошва, равного комплексу этих свойстввысокопрочногс чугуна с шаровиднымграфитом.10Наличие в составе ванадия и титана устраняет образование окисловхрома в литом металле и обеспечиваетформирование сварных швов, свободныхот неметаллических включений. Верхний предел содержания ванадия 0,97ограничивается тем, что при его содержании более 0,9 Е снижается жаростойкость и пластичность. При содержании менее 0,57. ванадия в составепроволоки не достигается требуемаяплотность наплавленного металла шва,что сказывается на понижении износостойкости и предела прочности.Легирование проволоки титаном способствует также уменьшению склонности швов к подкаливанию в процессеохлаждения. При этом наилучшие резуль.таты достигаются при его содержаниине менее 1,17. Превышение в проволоке концентрации титана свыше 1,6 Еспособствует образованию двухфазнойструктуры в металле шва, что снижаетгорячую пластичность и сопротивляемость трещинообразованию. 35Присутствие алюминия в проволокеблагоприятно сказывается на переходев наплавленный металл титана, ванадия, хрома и молибдена. Содержание впроволоке менее 0,2 Х алюминия не40предупреждает выгорание элементовпри сварке, Содержание в проволокеалюминия более 0,77 снижает деформационную способность (составляющаякомплекса прочностных свойств) наплавленного металла,Таким образом, введение в состав проволоки 1,1- 1,67 титана, 0,5-0,9 Е ванадия и 0,2-0,77 алюминия способствует получению комплекса прочностных свойств сварного шва, равных высоко- прочному чугуну с шаровидной формой графита.Высокое содержание молибдена в известном составе снижает горячую пластичность металла. Наличие в проволоке 0,37 молибдена уже устраняет ее отпускную хрупкость. Однако увеличение содержания этого компонента свыше 0,8 Е не оказывает дальнейшего положительного влияния из-за снижения деформационной способности.Предотвращение пористости металла шва при сварке предложенной проволокой отмечается при введении в ее состав 0,7 - 1,0 Е кремния и 1,2- 1,8 Е марганца.Однако уменьшение в ней содержания этих компонентов (соответственно ниже 0,7 и 1,27) приводит к образованию пор и ухудшает формирование швов. Повьппение содержания в проволоке кремния и марганца выше указанных значений отрицательно сказывается на комплексе прочностных свойств (механических) и склонности к отпускной хрупкости металла сварного шва (табл. 2, сплавы 4 и 5). Магний, кальций, барий и РЗМ в составе проволоки являются элементами-модификаторами, приводящими к глубокому раскислению, дегазации и десульфурации металла сварочного шва. При этом кальций и барий одновременно совместно с кремнием и углеродом способствуют устранению отбела в сварном шве, Никель, медь, марганец и хром в составе сварочной проволоки способствуют упрочнению металлической матрицы шва, вызывают повышение ее прочностных свойств.Для получения сварочной проволоки изготовляют пять композиций с предельным и запредельным содержанием (табл. 1), которые выплавляют в индукционной электропечи промышленной частоты, Металл в печи перегреваютодо 1450 С и выдерживают при этой температуре 15 мин. Прутки отливают в кокиль, Затем производится горячая прокатка до сечения 5,6 мм. Из катанки изготовляется проволока диаметром 2,3 мм.Относительную износостойкость определяют при сухом трении на образцах диаметром 5 мм, высотой 15 мм на машине трения ХБ, Условия испытания: скорость вращения образца 10 м/с пригдавлении 50 кг/см , время испытания 250 мин.В табл, 2 представлены механические свойства экспериментальных образцов с предельным и запредельным свойствами.Из табл. 2 видно, что оптимальный химсостав сварочной проволоки соответствует составу 3, так как при со1291338 3,5-5,0 О, 7-1,0 1,2 - 1,8 0,9-1,2 1,4-2,0 0,1-0,9 0,08 - О, 16 0,02-0,7 Углерод Кремний Марганец Хром Никель Медь Магний Кальций Редкоземельные металлы Барий Молибден БорОлово Титан Алюминий Ванадий Железо 0,02-0, 8 0,01-0, 8 0,3-0,8 0,02-0,2 0,08-1,0 1, 1-1,6 0,2-0,7 0,5-0,9 ОстальноеТ а б л и ц а 1 Состав, мас.7 Компонентысварочнойпроволоки Запредельный Предельный гУглерод 4,0 5,0 3,0 Кремний 0,7 0,8 1,0 1,5 МарганецХром 1,2 1,3 1,8 0,9 2,2 0,9 1,0 1,2 0,7 1,5 Никель 1,4 1,5 2,0 1,0 2,5 Медь 0,1 0,2 0,9 0,07 ставе 4 твердость, предел прочностипри растяжении, ударная вязкость, относительное удлинение и относительная износостойкость снижаются. В составе 5 наблюдается следующее: твердость незначительно растет, тогдакак другие механические свойства падают,Относительная износостойкостьобразцов наплавленного слоя подсчитывается по отношению к известному способу.Механические свойства известногоспособа следующие; твердость НВ 210,предел прочности при растяжении 1559,3 кг/мм , ударная вязкостьг1, 8 кг/см, относительное удлинение2, 07Испытания образцов показывают,что их комплекс прочностных свойств 20(механических) близок по свойствамосновы - высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита. Свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом следующие: твердость 275, 25предел прочности при растяжении65,2 кг/мм , ударная вязкость22,1 кгм/см , относительное удлинение2,8.Проверка предложенного состава 30сварочной проволоки для сварки, заварки отливок и восстановления изношенных деталей сельскохозяйственнойтехники из высокопрочного чугуна сшаровидным графитом показывает преимущества по сравнению с известнымспособом проволоки при получении сварного шва. формула изобретения Состав сварочной проволоки, преимущественно для сварки и исправления дефектов отливок, а также восстановления изношенных деталей из высоко- прочного чугуна с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, молибден, бор, олово, железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения комплекса прочностных свойств сварного шва, равного комплексу этих свойств высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, состав дополнительно содержит титан, алюминий и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.7:1291338Продолжение табл.1 Состав, мас.7 Компонентысварочной Запредельный проволокиное ное ное ное ное Таблица 2 Механические свойства Твердость, НВ Предельный состав 3,2 3,5 78,5 280 3,1 3,3 76,4 290 3,4 3,8 79,5 300 Запредельный состав 70,2 2,8 2,3 250 2,0 1,9 61,3 330 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составсварочнойпроволоки Предельный 2