Состав сварочной проволоки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик. по делам изобретенн и открытий(45) Дата икования описания 07,07.82 В, ДКраля 72) оры изобретения 1) Заявител(54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ области машможет бытьварки отливс шаровидн и пров омпоне,01 - 0,5 ,01 - 2,5 ,01 - 2,5 ,01 - 0,06 ,09 - 0,16 ,02 - 0,5 2,5 - 4 1,5 - 3,90,01 - 0,4 Изобретение относится киностроения и металлургии и использовано для сварки и за ок из высокопрочного чугуна ым графитом,Получение сварнолитых отливок из высоконрочного чугуна с шаровидным графитом и исправление дефектов отливок являются задачами, окончательно не решенными в области литейного производства.Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает рядом специфических свойств, как стремление его кристаллизоваться по метастабильной системе (с отбелом), как склонность его ввиду низких пластических свойств к образованию трещин, что в свою очередь в сильной степени затрудняет применение сварки и заварки.Особенно большие трудности встречаются при получении сварного шва с высокими 20 физико-механическими свойствами, с высокой износостойкостью, коррозионной стойкостью и др.Известен 11 состав сварочной проволоки для сварки и заварки дефектов отливок 25 из высокопрочного чугуна, содержащий следующие компоненты, вес. %;УглеродКремнийМарганец3 Хром 0,01 - 0,05 Никель 0,5 - 2,5.Медь 0,1 - 1 Магний 0,09 - 0,15 Кальций 0,02 - 0,1 Редкоземельныеметаллы 0,01 - 0,1Ванадий 0,1 - 0,5 Железо ОстальноеИспользование известной проволоки в качестве электрода для заварки дефектов отливок позволяет получать качественный сварной шов с высокими физико-механическими свойствами. Механические свойства наплавленного металла составляют: предел прочности на растяжение о, = 58 - 64 кг/мма, удлинение б = 13,2 - 14,8%, ударная вязкость а, = 10 - 12,8 кгм/см, твердость НВ = 187 - 201.Известен 12 состав сварочно" олоки, содержащий следующие к нты,вес. %:Углерод 2,5 - 4,5Кремний 1,5 - 4,5 Марганец 0Никель 0Медь 0Хром 0Магний 0Кальций 050 Редкоземельныеметаллы 0,01 - 0,5Барий 0,001 - 0,5 Железо ОстальноеИспользование данной проволоки позволяет получать качественный сварной шов без отбела с феррито-перлитной структурой и шаровидной формой графита. При этом механические свойства сварного шва составляют; предел прочности на растяжение , =45 - 55 кг/мм удлинение 6=10 - 14% ударная вязкость а =5 - 10 кгм/см, твердость НВ 160 - 200,Однако в современном машиностроении производятся отливки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с высокими физико-механическими свойствами, с высокой износостойкостью, для заварки и сварки которых требуется шов с высокой износостойкостью. Целью изобретения является повышениепрочности и износостойкости сварного шва. Цель достигается тем, что проволока, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, железо, дополнительно содержит молибден, бор, олово при следующем соотношении компонентов, вес, %: УглеродКремнийМарганецХромНикельМедьМагнийКальцийРедкоземельныеметаллыБарийМолибденБорОловоЖелезо Примеси: сера 0,001 - 0,03 вес. %, фосфор0 01 - 0 07%.Дополнительное введение в состав молибдена способствует упрочнению металлической матрицы шва, получению мелкозернистой структуры, что существенно влияет на повышение ее износостойкости. Присадки молибдена в составе проволоки повышают механические свойства сварного шва, особенно предел прочности на растяжение. Он повышает сопротивление удару, износу и вибрационным нагрузкам (усталости) металла шва. Особенно в этом направлении он благоприятно влияет совместно с присадками легирующих элементов меди, никеля и олова. Верхний предел содержания 15 20 25 45 50 55 молибдена 1,5% ограничивается тем, что при его содержании более 1,5% сварной шов получается с включениями карбидов, приводящих к снижению механических свойств металла. Образовавшиеся карбиды в сварном шве вызывают задиры при работе пары трения. При содержании менее 0,5% молибдена в составе проволоки его упрочняющий эффект матрицы чугуна незначителен, что и сказывается на понижении износостойкости. Наличие в составе бора (0,01 - 0,1%) совместно с молибденом приводит к повышению износостойкости металла сварного шва. При содержании в составе проволоки менее 0,01% бора и менее 0,5% молибдена его действие как элемента, повышающего износостойкость, проявляется незначительно. Ввод в состав проволоки более 0,1% бора вызывает образование первичных карбидов в сварном шве, что приводит к задирам в паре трения и понижению износостойкости чугуна. Введение в состав проволоки олова в количестве 0,05 - 0,5% способствует выравниванию свойств по сечению шва, получению мелкодисперсной перлито-сорбитной структуры. Наличие олова в составе повышает его прочность, твердость и износостойкость, Верхний предел по содержанию олова 0,5% ограничивается тем, что при вводе в состав проволоки более 0,5% олова при наличии карбидообразующих элементов молибдена и бора приводит к появлению отбела в сварном шве. Введение в состав менее 0,05% олова малоэффективно, в структуре сварного шва появляется ферритная составляющая, снижающая его износостойкость. Магний, кальций, барий и редкоземельные металлы в составе проволоки являются элементами-модификаторами, приводящими к глубокому раскислению, дегазации и десульфурации металла сварного шва. Эти элементы вызывают образование шаровидного графита в чугуне сварного .шва, При этом кальций и барий одновременно способствуют совместно с кремнием и углеродом устранению отбела в сварном шве. Никель, медь, марганец и хром в составе сварной проволоки способствует упрочнению металлической матрицы шва, вызывают повышение его механических свойств и износостойкости. Изготовлен и испытан состав сварной проволоки для проверки на свариваемость, физико-механические свойства и износостойкость, приведенный в табл. 1.941110 Тпб лица Химиисский состав сварной проволоки, всс, % С8МпСг: 1 Ч 1 Си Са ВаРЗМ51 оВ ЯпРе п-и 2,5 0,9 1,50,10,2 53,50,6 0,12,5 1,00,05 0,5 0,1 0,5Остальное 0,5 0,001 0,5 0,5 3,5 0,25 0,05 0,25 15 О 3 05 О,6 1,0 0,15 0,25 1,5 4,и 0,01 1,5 0,05 0,01 0,5 0,02 2,5 4,5 подогрева до 650 в 7 С, а затем проводили сварку электродуговым способом. Из на(плавленкого слоя вырезались образцы для испытания механических свойств и износо стойкости. Износостойкость определяли присухом трении на образцах диаметром 5 мм, высотой 15 мм на машине трения МТМ, Условия испытания: скорость вращения образцов 8 м/с при удаленом давлении О Р = 50 кг/см 2, время испытания 200 мин.Для стержней из предложенного состава может быть рекомендовано следующее покрытие, вес. %: мрамор 5 - 10, графит 5 - 15, магний 1 - 5, кальций 2 - 8, барий 15 0,001 - 3, редкоземельные металлы 0,1 - 3,кремний 5 - 25, железо 1 - 15, плавиковый шапт - остальное, Жидкое стекло 25 - 30% от веса сухой шихты.Это покрытие обеспечивает получение 20 сварного шва без отбела. Таблица 2 Механические свойстваХимический состав наплавлеииото металла, вес.1 1Се ГчСц МдСаВаРЗл 1 Мо 8 НиВВп 1 .о 0оНВ.5 0,06 , (,0381,1 5 , 0,00 о 0,6О, 0 Илиосостойкости олравцов иаплавл ииого слоя по авт. св. 491452 составляет 4,6 - 5,0 Испытания показали, что химический 25 состав наплавленного металла, его механические свойства близки по своему составу свойствам основного металла. Ударная вязкость наплавленной части металла и металла в зоне термического влияния находится на уровне основного мсталла,Проверка предложенного состава сварочной проволоки для сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаро.видным графитом показала преимущества 35 Формула изобретения Необходимый состав прутков (проволоки) получали путем модифицирования ис:ходного чугуна, содержащего никель, медь, молибден, олово, комплексными модификаторами состава, вес. %: магний 6 - 9, кальций 6 - 10, барий 1 - 5, редкоземельные металлы 1 - 3, кремний 50 - 60, железо - остальное.Проверку свариваемости отлитыми прутками проводили на пластинах из высоко- прочного чугуна с шаровидным графитом. Размер пластин ЗООХЗООР,25 мм. Химиче-ский состав чугуна пластин составлял, вес. %: углерод 3,85; кремний 3,0; марга:нец 0,8; хром 0,1; никель 0,8; медь 1,0; магний 0,045; кальций 0,02; барий 0,015; редкоземельные металлы 0,02; молибден 0,35; олово 0,1; бор 0,005.,Механические свойства чугуна пластин составляли: предел прочности на растяжение 75 кг/мм, удлинение 3,0%, ударная. :вязкость 3,0 кгм/см, твердость НВ 277,После разделки кромок двух пластин под углом 45 их укладывали в печь для Химический состав, механические свойства, микроструктура и износостойкость чугуна сварного шва приведены в табл, 2. по сравнению с известным составом проволоки при получении сварного шва с болеевысокими показателями износостойкости ипрочности. Состав сварочной проволоки преимущественно для сварки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель,941110 медь, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости сварного шва, состав дополнительно содержит молибден, бор, оло во при следующем соотношении компонентов, вес. %: Источники информации, принятые во10 внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР620062, кл. В 23 К 35/30, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 15491452, кл. В 23 К 35/30, 1974. (прото-. -тип), Составитель Т. ЯроваяТехред А. Камышникова Редактор О. Юркова Корректор С. файн Заказ 722/619 Изд193 Тираж 1151 ПодписноеНРО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Тип. Харьк. фил. пред, Патент УглеродКремнийМарганецХромНикельМедьМагнийКальций 3,5 - 4,52,5 - 5,50,1 в 1,00,05 - 0,250,5 - 2,50,5 - 2,50,09 - 0,160,02 - 0,5 РедкоземельныеметаллыБарийМолибденБорОловоЖелезо 0,01 - 0,5 0,001 - 0,5 0,5 в 1,5 0,0 1 - 0,1 0,05 0,5 Остальное