Состав присадочного материала

(56) Авторское свидетельство СССР %437339, кл.В 23 К 35/30, 03.04,72.Заявка Ф РГ М.1483432, кл. В 23 К 35/30, 20,04.72.(54) СОСТАВ ПРИСАДОЧНОГО ЫАТЕРИАсвойств сварных швов при сварке биметалла. Присадочный материал изготовлен в виде металлической ленты и имеет следующий состав, мас.%: углерод 0,015 - 0,040; кремний 0,2 - 0,8; марганец 0,5 - 2,5; хром 20,0 - 24,0; никель 14,0 - 18,0; титан или ниобий 0,2 - 0,7; азот 0,02 - 0,1; железо остальное, при условии выполнения следующего соотношения 1,15К1.7, где К %Сг+1 5% 3+2% Т+О 5% Мп/30% С+30% й+%М, Швы, полученные с применением присадочного материала, стойки против образования горячих трещин, обладают повышенной пластичностью, вязкостью и коррозионной, стойкостью. Коэффициент Кустанавливают экспериментально, он связан с образован и ем ра зл ич ных неметаллических включений, растворенных в матрице(5 с 7) Изобретение относится к сва тности к.сварочным материалам няемым при изготовлении хим оборудования из двухслойных эксплуатируемого с агрессивны химических производств и прои минеральных удобрений. Цель и ния - повышение пластических присадочного материала, выполн виде ленты при температурах гор редела, а также повышение плас либо выделяющихся пометалла шва, и наличиемем о- фазы в зависимос ницам зерен ли отсутствиот соотношех элементов. ия содержания легируютабл,меж кристалри сварке биние присадо0,1 мас.%) обго влияниемастичностьком переделессах и горячаяение пластиотив ЫКК шпо нижнемушает технол Изооретение относится к области сварки, а имено к материалам для сварки коррозионно - стойких сталей, применяемых при изготовлении химического оборудования из двухслойных сталей, эксплуатируемого в агрессивных средах химических производств и производства удобрений.Целью изобретения является повышение пластических свойств присадочного материала, выполненного в виде ленты при температурах горячего передела, а также повышение пластических свойств и стойкоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР рке, в ча, примеическогосталей, х средах зводства эобрете- сВойстВ енного в ячего пе- тических 55 В 23 К 35/30, С сти против(ковка на пре же наповыш стойкости пр металл азота статочно павылитнои коррозии металла,чного материала условлено полона высокоТемпепоследнего при отливок на листпрокатка), а такческих свойств и вов. Введение в пределу уже доогичность при егопеределе, Дальнейшее легирование азотом (более 0,1 мас,) нецелесообразно из - за возможного образования пор при сварке плакирующих швов, а также иэ-эа повышения сопротивления деформирования металла при ковке,Содержание углерода в присадочном материале ограничено диапазоном 0,015- 0,040 мас. 0, Нижний предел установлен с учетом возможностей металлургического производства, а верхний - с учетом обеспечения стойкости металла плакирующих швов против межкристаллитной коррозии.Кремний является сильным ферритизатором и введение его в количестве, соответствующем нижнему пределу (0,2 мас.%) уже достаточно, чтобы в шве было обеспечено не менее 24 ферритной фазы, ответственной за достаточную технологическую прочность (трещиностойкость) металла плакирующих швов. Верхний предел (0,8 мас, ,) ооусловлен возможным повышенным раэбавлением глакирующего шва основным металлом (сварка на повышенных токах), увеличение содержания кремния выше указанного приводит к чрезмерному содержанио феоритной фазы (более 10;4) в металле плакирующих швов, что неизбежно вызывает снижение пластичности и ударной вязкости последних.аким образом, только совместное введение азота и кремния в укаэанных пределах может обеспечить наряду с высокотемпературной пластичностью высокую технологическую прочность (трещиностойкость) и пластичность, а также стойкость против МКК мегалла плакирующих швов беэ выполнения переходных.Содержание марганца предлагается в пределах 0,5- 2,5 мас,что благоприятно сказывается на повышении раствОримости карбидных фаз в металле шва, тормозит появление пограничных карбидных выделений и повышает высокотемпературную пластичность металла шва. Кроме того, легирование марганцем оказывает благоприятное влияние на морфологию неметаллических включений в литой струк гуре швов,Пределы легирования металла хромом (20,0- 24,0 мас.,4) обусловлены благоприятным его влиянием на общу 1 о коррозионную стойкость и стойкость против МКК швов. Как нижний, так и верхний пределы выбраны с учетом разбавления плакиоу ощего металла шва основным металлом в случае выполне ния первого беэ перехсдного слоя,Содержание никеля должно быть в пределах 14,0 - 18,0 мас(, также с учетом 30- 40"-ного разбавления плакирующего шва основным металлом. Нижний предел леги 10 20 25 39 35 40 45 50 55 рования достаточен для предотвращенияпоявления хрупкой мартенситной составляющей в металле шва, вызывающей, как известно, образование трещин, Верхний предел выбран с учетом предупреждения образования стабильно аустенитной структуры швов с пониженной технологическойпрочностью (трещиностойкостью),Введение в присадочный материал титана в количестве 0,2 - 0,7 мас,0 способствует связыванию углерода в металле шва в карбиды, типа Т 1 С и тем самым обеспечению стойкости металла плакирующих швов против межкристаллитной коррозии.Введение в присадочный материал ниобия в количестве 0,2 - 0,7 мас.0 обеспечивает стойкость металла плакирующих швов против МКК.Оптимизация состава присадочного материала для получения высоких пластических свойств в условиях металлургического передела достигается не только выбором легирующих элементов в указанных пределах, но и соответствующим их соотношением, выражаемым с помощью показателя К. Благоприятный диапазон этого показателя установлен экспериментально и связан с образованием различных неметаллических включений, растворенных в матрице либо выделяющихся по границам зерен металла шва, и наличием или отсутствием и- фазы в зависимости от соотношения содержания легирующих элементов. Высокотемпературная пластичность металла шва при горячем переделе прямо зависит от структуры металла шва, а также морфологии и количества неметаллических включений,При высоких значениях содержания углерода и азота показатель К предполагает увеличение содержания марганца либо других элементов, указанных в числителе формулы, и, наоборот, уменьшение содержания углерода и азота предполагает снижение содержания элементов числителя формулы показателя К. При величинах К 1,7 и К 1,15 в структуре присадочного материала наблюдаются фазовые изменения с образованием хрупкой д - фазы, ухудшающие его.высоко- температурную пластичность.Для оценки качества указанного присадочного материала были выплавлены экспериментальные плавки металла в соответств и с табл,1.Ковку и прокатку их проводили в соответствии с действующими технологическими инструкциями, Из проката толщиной 1,0 мм вырезали полоски лент. шириной 20,0 мм и использовали их в качестве присадочного материала для автомати .еской сварки под флюсом плакирующего слоя биметалла1618553 УглеродКремнийМарганецХромНикельТитан илиниобийАзотЖелезо 0,0150,20,520,014,0 0,0400,82,524,018,0 15 0,2 - 0,7 0,02 - 0,10 Остальное 20 30%С + 30%Я + %Ь 11 Таблица 1 Соде жание компонентов, мас . Плавка Углерод Марганец Хром Кремний Ниобий Азот Никель Титан Железо 0,2 0,5 0,8 0,1 1,0 0,2 0,5 0,8 0,1 1,0 14,0 16,0 18,0 13,0 19,0 13,0 1 6,0 18,0 13,0 19,0 1 3 4 5 6 7 8 9 100,0150,0270,040,0050,050,0150,0270,040,0050,05 0,5 1,5 2,5 3,0 0,40,5 1,5 2,5 3,0 0,4 24,0 20,0 22,0 25,0 19,0 24,0 20,0 22,0 25,0 19,0 0,20,450,70,80,1 0,020,060,10,12,0,010,020,060,10,120,01 61,06561,463 55,8657,975 60,4462,06561,46355,8657,97560,44 0,20,450,70,80,1 марки 20 К+ 12 Х 18 Н 10 Т, Из сварных соединений вырезали стандартные образцы для коррозионных и механических испытаний, а также металлографического анализа для оценки технологической прочности, пористости, структуры и др.)Результаты испытаний приведены в табл,2.Испытаниями установлено, что присадочный материал обеспечивает высокую пластичность при температурах горячего предела, высокую стойкость против МКК и образования хрупкой и - фазы, а также трещиностойкость металла плакирующих швов двухслойных сталей типа 20 К+ 12 Х 18 Н 10 Т.Применение присадочного материала на предприятиях химического и нефтяного машиностроения при изготовлении ответственного технологического оборудования для производства минеральных удобрений и различных химических производств позволит значительно повысить качество и эксплутационную надежность сварных соединений,Формула изобретения Состав присадочного материала для сварки корроэионно - стойких сталей, содержащий кремний, марганец, хром, никель, железо, углерод, азот и по крайней мере один элемент из группы, содержащей титан и ниобий, отл и чающий ся тем, что,с целью повышения пластических свойств присадочного материала, выполненного в 5 виде ленты при температурах горячего передела, а также повышения пластических свойств швов при сварке биметалла без выполнения переходного слоя,его компоненты содержатся в следующем соотношении, 10 мас,%: при условии выполнения следующего соотношения 1.,15К 1,7,где Сг + 1,5 Я + 2Т 1 + 0,5 Мп1618553 Таблица 2пл ра ен 10 3 6 10 ак Заказ 59/9 БНИИП Свар соеди ние получ ноеоряча ласти ость и 00 ОС, ичест боро 1 Составитель Н, Саленкоая Техред М.Моргентал Корректор Л. Алексеенко Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101