Состав электродной проволоки

(9) ( 26731 50 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 446377, кл В 23 К 35/30, 1974.Авторское свидетельство СССРВ 457566, кл. В 23 К 35/30, 1970.(54) СОСТАВ ЗЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ(57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к материалам, применяемым при сварке конструкций, работающих при низкихтемпературах, Цель изобретения - повьппение циклической трещиностойкостии конструктивной прочности сварногоюсоединения при температурах до -60 С.Зто достигается тем, что в составсварочной проволоки, содержащий,мас.Х: 0,02-0,06 углерода; 0,10-0,25марганца; 0,10-0,25 кремния; 0,150,45 хрома 1 0,90-2,40 никелями 0,05030 молибдена; 0,010-0,015 серы; 23 К 35/30, С 22 С 38/5 0,016-0,020 фосфора; 0,30-0,80 меди;остальное - железо, дополнительновводится мас.7.: 0,005-0,02 ниобия;0,02-0,06 церия; 0,02-0,06 цирконня;0,02-0,06 алюминия, при этом отношение суммы циркония и церия к алюминию с 2, а отношение суммы никеляи меди к сумме 107. серы и 103 фосфора равно 4,5-9,5. Ниобий в количествах 0,005-0,02, образуя мелкодисперс"ные карбиды, измельчают зерно. Церий,цирконий, алюминий введены как рафинирующие и модифицирующие элементы.Отношение суммы церия и цирконня калюминию 4 2 обеспечивает переходот структуры пластинчатого перлита Жк мелкозернистому, что повышает цик"лнческую трещиностойкость и конструк- ф фтивную прочность при низких темпера- С.турах, При соотношении суммы никеляи меди к сумме 103 серы и 103 фосфора равном 4,5-9,5, циклическая трещиностойкость удовлетворяет условиямэксплуатации сварного соединенияпри отрицательных температурах засчет процесса дисперсионного трердения. 2 табл.40 Изобретение относится к сварочному: производству, а именно к материалак, применяемым при сварке конструкцИй судов различного назначения иконструкций машиностроения, работающих при низких температурах, и может быть использовано в других отраслях промышленности, связанных сосваркой углеродистых и низколегированных сталей.Целью изобретения является повышение циклической трещиностойкостии конструктивной прочности сварногосоединения при температурах до 1560 С.Ниобий, образуя мелкодисперсныекарбиды, при содержании ниже0,02 мас.% благотворно влияет наструктуру стали - измельчается зерно20Более высокое содержание ниобия приводит к охрупчиванию металла шва.Церий цирконий, алюминий введеныв состав как рафинирующие и модифицирующие элементы, Определенное отношение суммы церия и циркония к алюминиюобеспечивает максимальное измельчениезерен и очищение металла шва от кислорода, азота и водорода, В целом припереходе от структуры пластинчатого 30перлита к мелкозернистому циклическаятрещиностойкость повышается в 3"5 раз,конструктивная прочность также повышается..Нарушение этого соотношения приво- Здит к увеличению размеров зерен, меньшей чистоте по окислам, т.е. кристал.лическая решетка менее плотноупакованная.Медь и никель образуют с железомтвердый раствор,Применение электрошлакового переплава снижает в электродной проволоке содержание серы до 0,015 мас,% иниже, Фосфора - до 0,01 б,020 мас%,45уменьшает количество неметаллическихвключений и газов, что также несколько повышает конструктивную прочностьсварного соединения, эксплуатируемогопри низких температурах и при циклических нагрузках.Установлено, что при соотношениииикель + медь10% сера + 10% фосфор ф фв процессе дисперсионного твердения55и при высокой чистоте стали по сереи Фосфору циклическая трещиностойкость удовлетворяет условиям эксплуатации сварного соединения при отрицательных температурахВ процессециклических нагрузок трещина "задерживается" и надо прилагать большиеусилия, чтобы она распространиласьдальше. Нарушение этого соотношенияснижает циклическую трещиностойкостьи конструктивную прочность в целом.При отношении элементов меньше4,5 практически отсутствует дисперсионное твердение, падает прочность,пластичность невысока. При отношенииэлементов больше 9,5 процесс дисперсионного твердения усиленный, прочностные характеристики более высокие,однако пластичность невысока и трещиностойкость падает.Повышенное содержание углерода(выше 0,0 б мас.%) в стали приводитк монотонному снижению вязкости разрушения и циклической трещиностойкос-.ти, Это обусловлено рядом причин,среди них; повышенное содержаниеуглерода в мартенсите, увеличениеобъемной доли механически нестабильного остаточного аустенита, способногопри нагружении претерпевать аллотролическое-М, превращение.Снижение содержания углерода (ниже 0,02 мас.%) приводит к резкомуудорожанию такой стали из-за металлургических трудностей ее изготовления,Молибден в данном диапазоне леги"роыния повышает отпускоустойчивостьстали и в целом конструктивную прочность например, высокий отпуск для .снятия остаточных напряжений). Повышение содержания молибдена выше0,3 мас.% упрочняет проволоку и резко повышает ее стоимость. Выплавку стали для электроднойпроволоки производили в печах с массой слитка 100 кг. Полученные слиткиподвергали электрошлаковому переплаву в электрошлаковык печах. Сваркупроизводили на автомате АДС-2и ручными электродами с Фтористо-кальциевым покрытием. В качестве основного материала использовали пластиныиз стали 10 ХСНД, 15 ГБ, 10 ГНБ. Приавтоматической сварке использовалифлюс 480 Ф,Наплавку вручную на пластинахпроизводили при следующих режимах;1,= 180 А, 0 = 25 В, Чь= 1 О м/ч,а на автомате ЫС-2 при 1550 А, 11= 34 В, Ч,ь = 20 м/ч.3 1426731 Т а Вл и ц2 вичасинй состав сварочной проволоки1 Содаривнна влаиантов, иаа.гСостав 61 Ип Ст В 1 Но Сн МЬС 1 Ет А 1 В Р Ра 0,90 0,05 о,оозо,ог 0,02 0,010 0 йб 90089 96,221 002 о,зо,о,ог о,1 о о,зо 0,15 1,9 О О;1 В О,6 О . О,О 15 О,ОЭ 5 О,ОгоО,ОЗВ О,О 14 О,О 1 В и о,о 4 о,го о,аг 0,29 О,ВО О,О 2 О,О 6 иг о,обо,гз о,бо 0,45 О,аб 0,015 0,020 941905004 0013 0,019 . 95 11 0,06 240 0,30 2,15 0,22 2 Ч 0,03. 0,23 0,34 0,44 ч 006 024 0,59 0,30 о,оа О,ООВ О,Оа0,015 0,24 0,05 0,05 0010 0,016 95,99 2,4 оо,24 о,во 0,005 0,05 92,53 0,06 0015 0,020 Ч 1 0,02 025 035 О,О 4 о,зо О 90 О ЗО 0,16 Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 6996-66 тип.Х 1 и ГОСТ9454-78 при -60 С.Анизотропия стали данного легиро 5вания и подвергнутой электрошлаковому переплаву сводится к минимальнойвеличине (разброс до 10/),11 римеры заполнения предлагаемойсварочной проволоки приведены в,табл,1.Характеристики циклической трещиностойкости и конструктивной прочности предлагаемой проволоки приведеныв табл.2. 15Таким образом, комплексное соче"танке основных легирующих и микролегирующих элементов, рафинированиеэлектродной проволоки за счет применения электрошлакового переплава 20(снижение содержания серы, газов и неметаллических включений) позволяетполучить плотноупакованный мелкозер"нистый перлит и феррит, что резкоповышает циклическую трещиностойкость и вязкость разрушения,формула изобретенияСостав электродной праволокнв содержащий углерод, кремний, марганец хром, никель, молибден, медь, серу, фосфор и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения цнк" лической трещиностойкости и конструктивной прочности сварного соединенияопри температурах до -60 С, состав дополнительно содержит ниобий, церий, цирконий, алюминий при следующем соотношении компонентов, мас7,Углерод 0,02-0,06 Кремний 0,10-0,25 Марганец 0,30-0,60 Хром 0,15-0,45 Никель 0,90-2,40 Молибден О, 05-0, 30 Медь 0,30-0,80 Сера 0,010-0,015 фосфор 0016-0020 Ниобий 0,005-0,02 Церий 0,02-0,06 Цирконий Ов 02 Ов 06 Алюминий О, 02-0, 06 Железо Остальное при этом отношение суммы содержаний церия и циркония к содержанию алюминия й 2, а отношение суммы никель и медь к сумме 10/ серы и 103 фосфора равно 4,5-9,5.с1426731 Таблица 2 Состав Пределпрочности, ИПа Пределтекучести, МПа Циклическая трещиностойВязкость разруше"ния,мПа м кость при.Составитель Т.АрестТехред А.Кравчук Корректор Л.Патай Редактор М.Келемеш Заказ 4807/13 Тираж 922 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ъ. 1 П 500 1 Ч 545. Ч 620 Ч 1 440 Ударная вязкостьь при -60 С, мДж/м 6,0-0,0 5,0-7,0 4 эО 6 фО 3,5-4,0 2,5-3,5