Комплексный сплав

,И.Петрозов, олудниметал- ерроых в к черной меодству феррользуемых в стности, в со лектродов, исталла шва. овышеи меха 0-2 5,0 7,0-9,0 0,3-0,8 7,0-15,0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к чернолургии, а именно к производствусплавов и лигатур, использу Изобретение относится таллургии, а именно к произв сплавов и лигатур, испо сварочном производстве, в ч ставе покрытий сварочных э пользуемых для получения ме Целью изобретения является иние хладостойкости при сохраненинических свойств металла шва,Поставленная цель достигается тем, чтокОмплексный сплав содержит титан, алюминий, ванадий, марганец, кремний и никельпри следующем соотношении компонентов,в мас.%:Титан 18,АлюминийВанадийМарганец сварочном производстве, в частности в составе покрытий сварочных электродов, используемых для получения металла шва, Целью изобретения является повышение хладостойкости при сохранении механических свойств металла шва, Предложенный комплексный сплав содержит, мас.%: титан 18,0-25,0; алюминий 7,0-9,0; ванадий 0,3- 0,8; марганец 7,0-15,0; кремний 0,5-4,0; никель остальное, при этом сумма кремния, алюминия, титана и марганца Щ+ 0,79 А 1+ + 0,575 Т 1 + 0,25 Мп составляет 21,6-26,4 мас,%, При использовании сварочных электродов,содержащих предложенный сплав, работа удара Кl составляет при в ,40 С 94- 105 Дж, а при -60 64-75 Дж, 1 табл. Кремний 0,5-4,0Никель Остальное при этом сумма кремния, алюминия, тйтана и марганца Щ+ 0,79 АЦ+ 0,575 Т+ 0,25 Мп составляет 21,6-26,4 мас.%.Состав и пределы легирования сплава предлагаемого состава обусловлены следующими основными положениями,Никель является легирующим элементом., определяющим практическое использование сплава по назначению. Нижний предел легирования сплава никелем найден исходя из возможности обеспечения заданного максимального уровня легирования металла шва никелем не менее 2,5%, При этом среднее значение максимального уровня легирования металла шва, соответствующее среднему практическому составу сплава при его максимально возможномКремний в сплаве выполняет функциираскислителя, улучшающего шлаковую систему, Нижний предел определения достаточностью раскисления, а верхний найденрасчетом исходя из обеспечения требуемыхзначений раскисляющей способности сплава при среднем содержании других раскислителей,Расчетная характеристика эквивалентной раскисляющей способности сплава,введенная в формулу изобретения как сумма В+ 0,79 АЦ+ 0,575 ТЦ+ 0,25 Мп = 21,6- 26,4 для обеспечения высокой стабильности раскисляющей способности сложнолегированного сплава и, как следствие,стабильности механических свойств металла шва. Абсолютные значения раскисляющей способности сплава найдены расчетомО и подтверждены экспериментально из условий обеспечения стабильности механических свойств и хладостойкости металла швапри максимально допустимой дозировкесплава в покрытии электродов, обеспечива 5 ющей средний максимальный уровень легирования металла шва никелем до 2,70;4.На состав сплава наложено дополнительное ограничение, не позволяющее одновременно произвольно брать значенияО всех раскисляющих компонентов (Т, Мп, А 1,Я) ближе к верхнему или нижнему пределамлегирования, По этой причине сумма раскисляющих компонентов каждого сплавадолжна составлять 21,6-26,4 мас5 П р и м е р. Плавки проводили в открытой индукционной печи марки ИСТс емкостью тигля по стали 100 кг.Расчетная. масса плавки 65 кг. Пониженная (по сравнению со сталью) масса садкиО принята в связи с тем, что плотность сплавасоставляет 6,7 кг/см (сталь - 7,8 кг/смз),1Угар компонентов (из опыта производства); титан - 32, марганец - 1,8, алюминий - 2,8 ф. Никель, ванадий и кремний5 практически не угорают.В качестве титановой части шихты ис-пользовали брикетированнуюстружку ванадийсодержащих отходов титановыхсплавов, Алюминий чушковый А, маргаО нец МР, кремний - в форме ферросилицияс содержанием кремния 75.Порядок проведения плавок, Загружают никель, расплавляют, перегревают до1550-1600 С, В расплав последовательно55 вводят алюминий, марганец, кремний. Титан вводят последним, Высокий угар титанаобъясняется тем, что брикеты из стружкититановых сплавов на поверхности жидкойванны плавают и сильно окисляются, частично переходя в шлак, Поэтому разливкуметалла производят после растворения тивведении в состав покрытия, обеспечивается на уровне 2,7 , что предполагает самцеширокие области его применения.Титан в сплаве выполняет Функцию основного раскисляющего компонента. Пределы легирования определены расчетом изрекомендуемых значений раскисляющейспособности сплава исходя из максимального количества комплексного сплава в покрытии "18), Обеспечивающего заданный 10максимальный уровень легирования шваникелем не менее 2,50, с учетом содержания в сплаве и электродном покрытии других раскислителей.Марганец вводится в сплав для обеспечения комплексного раскисления металлашва, достижения удовлетворительной дробимости сплава, а также для улучшения пластичности и хладостойкости металла шва за 2счет уменьшения его засоренности продуктами осаждающего раскисления путем ихсвязывания в легкошлакующуюся эвтектикуТ 02-А 120 з-Мп 0. Нижний предел содержания марганца в сплаве определен исходя иэ 2обеспечения его удовлетворительной дробимости и размольнцх свойств, а также достаточностью раскисления металла шва присредних значениях остальных раскисляющих компонентов сплава. Верхний предел 3ограничен исходя из ухудшения сварочнотехнологических свойств электродов и обеспечения заданного уровня эквивалентнойраскисляющей способности,Алюминий в сплаве выполняет функции 3более активного по сравнению с титаномраскислителя, Нижний предел содержанияалюминия определен гарантированнцмраскислением металла шва, обесгечивающим высокие показатели пластичности и 4хладостойкости металла шва, Верхний предел ограничен максимально допустимым содержанием алюминия в шве, превышениекоторого приводит к падению пластическихсвойств металла шва и его хладостойкости. 4Ванадий в сплаве выполняет функциюмодифицирующего металла шва элемента.Его содержание в сплаве ограничено областью оптимального легирования металлашва этим элементом с точки зрения обеспечения стабильности высоких показателейхладостойкости металла шва, Нижний предел легирования соответствует минимальному количеству ванадия в шве, прикотором начинает сказываться его положительное воздействие на структуру и свойства металла шва. Верхний пределсоответствует максимальному количествуванадия в шве, превышение которого приводит к падению уровня свойств металлашва,тана в расплаве как можно быстрее. Металл разливают в слитки массой по 32-35 кг.Предлагаемый комплексный сплав вводят в состав электродного покрытия основ ного типа взамен ферротитана или совместно с ним. Для изготовления электродов с использованием предлагаемого сплава и известного используют сварочную проволоку марки СвА по ГОСТ 2246-70 10 диаметром 4 мм.Для сварки образцов сварных соединений применяют хладостойкую сталь марки АБ 1-Ш по ТУ 14-1-3116-81 толщиной 30 мм с симметричной Х-образной разделкой кро мок типа С 25 ГОСТ 5264-80.Относительная погрешность при химическом анализе ферросплавов составляет в среднем 5 (относительных).Результаты оценки свойств металла 20 шва - средние значения по трем образцам. Образцы на растяжение тип ( по ГОСТ 6996-66, на ударный изгиб - тип Х по ГОСТ 6996-66.Базовый уровень содержания никеля в 25 металле шва составляет 2,0 с колебаниями, обусловленными изменением концентрации никеля в комплексном сплаве (подшихтовка сплава в покрытии электродов в зависимости от фактического содер жания никеля не производилась).Химические составы сплавов и результаты испытаний приведены в таблице,Иэ таблицы видно, что опытные варианты электродов со сплавом предлагаемого 35 состава обеспечивают высокийуровень механических свойств и значительно повышают хладостойкость металла шва по этому параметру в сравнении с электродами, где использован известный сплав, Обеспечива емый уровень механических свойств и хладостойкости металла шва позволяет выполнять сварку конструкций из высоко- прочных. сталей с пределом текучести до 6045 кгс/мм, работающих при температурах до2минус 50-55 С, При этом выполняются всетребования, предъявляемые к подобнымконструкциям в гражданском и военном судостроении.Коэффициент перехода никеля из сплава в шов достаточно высок и составляет 9798, что практически не отличается отзначений, обеспечиваемых при легировании через сварочную проволоку,Технико-зкономический эффект от использования предлагаемого изобретенияопределяется следующими факторами,Обеспечение принципа легирования черезпокрытие позволяет отказаться от применения широкой номенклатуры дорогостоящихлегированных проволок и значительно повысить мобильность электродного производства. Отказ от применения никелевогопорошка в покрытии электродов снижаетстоимость легирования за счет использования сплава предлагаемого состава более,чем в 2 раза, при этом повышаются сварочно-технологические свойстваэлектродов.Формула изобретенияКомплексный сплав преимущественнодля сварочных электродов, содержащий титан, алюминий, ванадий и никель,о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияхладостойкости при сохранении механических свойств металла сварного шва, он дополнительно содержит марганец и кремнийпри следующем соотношении компонентов,мас. :Титан 18,0-25,0Алюминий 7,0-9,0Ванадий 0,3-0,8Марганец 7,0-15,0Кремний 0,5-4,0Никель Остальноепри этом сумма кремния, алюминия, титанаи марганца в виде 31 + 0,79 А 1 + 0,575 ТЦ1719455 Свойства металла ева Электроды Хнмнческмд состав комплексных скьавьь мас,Ф Работа удара кт,прн С, йк 6 аа, Хда бвтт 1 а ч,а Т 1 Хп А 1-60 мС нспольвова"нмен мввестного сплава аЗ,З а,г Св, 10, 1 г 0,5 1,5 РОХ 720,а 723 6 аУ :а,Е 58,7 1 ое ае га 21 7 Составитель Н.ШепитькоТехред М,Моргентал Корректор Т,Малец Редактор СЛисина 3 742 Тираж аказ Подписное осуд 1 ГКНТ СССР ВНИИПИ Государсзвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 С нспольаоаанмем предлв" гаемого комплексного сплава плавок1 63,7 569 50,0 180 7,0 7,0 22,6 1 о 0 7,8 250 15 о 9,0 21.5 1 З,5 Е,У озо а,о 0,70 2,0 0,50 0,5080 З,е 191+О, 79Сдав