Состав стержня для сварки

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25 Я 681 (21) 3307528/25-27с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 30.1182. Бюллетень Мо 44 511 М. Кп.В 23 К.35/30 С 22 С 38/56 Государственный комитет С С С Р по делам изобретений и открытий1 З) УДК 621,791. .04088.8) Дата опубликования описания 30.1182теща .м А.А.Коляда, П.И,Давидчук и А.Г.Пархоменко.(54) СОСТАВ СТЕРЖНЯ.ДЛЯ СВАРКИ Изобретение относится к сварке,а именно к производству составовэлектродного материала для сваркиаустенитных высоколегированных термостойких чугунов с повышенной сопротивляемостью коррозии в особо агрессивных средах.Известны составы аустенитных высоконикелевых (содержащих свыше 2 углерода, 1,5 В кремния, О,БЪ марганца, 30 никеля, железо - остальное) чугунов, предназначенных для изготовления эксплуатируемого в особоагрессивных условиях (с воздействиемтермических нагрузок ) химическогооборудования 1 ,Указанныечугуны, отличаясь срав- .нительно высокой коррозионной стойкостью и удовлетворительными механическими свойствами, обладают, однако, пониженной свариваемостью, чтоисключает возможность использованияих в качестве электродного (присадочного) материала для сварки.Известен также состав 2 ) присадочного материала для сварки чугуна сшаровидным графитом, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ:Углерод 0,01-1Марганец 1-6 Кремний 0,01-0,5Ниобий 05-3Никель 40-705Другие добавки 0-0,5Железо 30-60Этот состав обеспечивает высокуюкоррозионную стойкость металла шва,представляющего собой чугун с шаровидным графитом, однако металл шва обладает невысокой стойкостью противтрещинообразования и невысокой термостойкостью.Цель изобретения - создание такого 15 сварочного стержня, который при сварке аустенитньй высоконикелевых чугунов обеспечивал бы высокое качествосварного шва за счет повышения термостойкости и стойкости против образования трещин.Поставленная цель достигается тем,что состав, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, железо, дополнительно содержит палладий и иттрий 25 при следующем соотношении компонентов, вес.ЪУглерод 2,0-2, 6Кремний 0,4-1,0Марганец 0,1-0,5 30 Никель 25-400,1-0,250,2-0,6 тей и т.п. 65 ПалдадийИттрийЖелезо и примеси ОстальноеАнализ влияния ингоедиентов, входящих в данный состав сварочного стержня, свидетельствует о том, что угле,род, кремний, марганец и железо, являясь известными элементами, вводятся по прямому назначению.Однако по сравнению с прототипом предеЛы содержания этих элементов нес колько изменены. Граничные концентрации углерода (2,0-2,6)назначены из соображений достижения формирования у металла швов аналогичной свариваемому металлу структуры, а кремния (0,4-1,0) и марганца (0,1-0,51 из соображений практического производства (выплавки ) на рядовых (обычных) шихтовых материалах.Никель тоже относится к элементам известного назначения, так как введение осуществляется с учетом известного его проявлейия на свойства металла шва. В частности, легирование им состава сварочного стержни приводит к формированию аустенитной структуры, приемлемой коррозионной стойкости и термостойкости ( за счет низких значений коэффициента линейного расширения) у наплавленного металла. Результаты опытов показывают, что в случае введения никеля ниже 25 у металла швов невозможно достичь указанных показателей качества, в то время как первышение его против 40 практически не сказываетсяфна дальнейшем улучшении рассматриваемых характеристик и экономически нецелесообразно, так как приводит к удорожанию металла. Палладий и иттрий - новые элементы введение которых, как показывают результаты исследований, позволяет резко улучшить свариваемость металла и тем саум достичь поставленную цель изобретения. При этом указанное воздействие иттрия и палладия сопряжено с выявленными нами новыми способствующими скачкообразному изменению свойствами сварного шва, Указанные эффекты состоят в получении тлобулярной графитизации в структуре шва, в существчнном сокращении эффективного интервала кристаллизации металла и благоприятным воздействием протекания абсорбционных процессов в структуре, что в совокупности приводит к достижению высоких механических свойств и трещиноустойчивости наплавленного металла..Однако отмеченные показатели качества шва могут быть получены лишь при условии совместного введения иттрия и палладия в заявляемых пределах. Для количественной оценки влияния никеля, палладия и иттрия на.свойства металла шва испытаниям под"ввргают ряд составов сварочного стержня, в которых содержится, : угле род 2,0-2,6, кремний 0-1,0, марганец 0,1-0,5; никель 20-25,35,40 и45; палладий 0,07, 0,1, 0,2, 0,25,0,30, иттрий 0,1, 0,20, 0,4, 0,6и 0,8 а также железо и при меси, составляющие остальную дополнительную до 100 часть.Во всех опытах сварку производятс помощью специально отлитых (.диаметром 5 мм стержней на одинаковой погонной энергии с применением в качестве основного свариваемого металла пластин из аустенитного высоконикелевого чугуна, применяемого приизготовлении особоответственной кими.ческой аппаратуры. Указанный чугунсодержит около 30 никеля, 2 углерода, 0,8 кремния, 1,5 марганца,имеет коэффициент линейного расширения 6,9 (при 20-200 ОС), коррозионную стойкость на уровне 0,5 мм/год,термостойкость порядка 55 т/смен иобладает плохой свариваемостью, таккак при его использовании швы имелисквозные трещины.Как показали результаты испытаний (см.таблицу) совместное введение ниже О, 1 палладия, О, 2 иттрия и 25 никеля не позволяет достичь высоких свойств сварного соедине ния: термостойкости, коррозионной 35 стойкости и трещиноустойчивости металла шва, Превышение же этих компонентов соответственно выше 40, 25,0,6 не приводит к последующему улучшению рассматриваемых показателей 40 качества и,учитывая их сравнительновысокую стоимость, экономически нежелательно. По этой причине пределами содержания никеля, палладия и иттрия в данном составе сварочного стерж ня приняты указанные концентрации этихэлементов.В то же время применение известного состава для сварки высоконикелевыхчугунов приводит к возникновению трещин в сварном соединении и снижениюего коррозионной стойкости.Предлагаемый состав сварочногостержня нашел широкое применение приизготовлении и ремонте оборудованияиз аустенитных высоконикелевых чугунов, предназначенных для эксплуатации в расплавах щелочей, содержащих серу, при термоциклических технологических процессах, например припроизводстве антиокислителвй высоко октановых топлив, имеющих определенное стратегическое значение. Крометого, он может быть использован длянаплавки различного рода особеответственных уплотнительных поверхнос977128 дМФ О О А Оо)НЖ Ж Ю ОуЭ ВЯ ИЯ 4 щКЭ Я Я О О Ф 3 ООМА Жйюф О;в ЦОЭ йКщей З ай 1 Щ с с О О1 4 с 4 О О1С 4 с О СЬ О с О СЧ с О ОЪ О с О ОЦ ОАО Ж ц що О ГЧ афи Й 1 ДМ О Д СЬ фе сЯ с с О О 1 1 ГЧ ас с ч О О ЭО О 1 с О в й Еф НМО ЮЖО Ф ИВ со ЭЬфО НЖОж 3ФФЬ 49 аИОЗ 1 ОЕфд111ВО О О Оо СЯ СЯ с с О О О О Цж%фЧ Ю О О файф с с с с Р 4 Р 4 сЧ (Ч Ц Э ф Ж 1 Н 9 ф О О 0О Й 54 3 ЗЯЯЙФ1 Ж О ОЯД ОИжыЩЯЮМ1 Ьф Д ОО ф0 бЩН ЦН дщэФЖ ЯЖ1 ЦМХЗОФЭШН 639 ЩЙЦо 183Ою Х б Вф Вф 9 91 ИВ 00 Ц 0ОООВООН О МЖО ХЯф 6МОХ РЗмъЯт Я 22В.а1, ЙЯМ ХЯф1 3 Е Ц Я О О фО еййй1 43;30 11 ИМЭЛЕ О1 Х И Я1 ОЖ 0 сДЯМ4;ИОф1 ООМА Н1 фНфЙЖйй1 ННЦ ЯЮФЖООЖЯЭф 5 фф;ЯЯсЯЦНН 4 Ю977128 7,формула изобретения Составитель М.СаленкоТехред И,Гайду Корректор Н.Буряк,Редактор А,Мотыль Заказ 9068/14 Тираж 1153 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж,Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Состав стержня для сварки высоко- никелевых коррозионно-стойких чугунов, содержащий углерод, кремний, марганец, никель и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного шва за счет повышения термостойкости и. стой кости против образования горячих трещин, он дополнительно содержит палладий и иттрий при следующем соотношении ,компонентов, ,ьес.Ъ: Углерод 2,0-2,6Кремний ., 0,4-1,0Марганец 0,1-05Никель 25-40Палладий 0,1-025 5 Иттрий 0,2-06Железо ОстальноеИсточники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Юкалов И.Н. Отливки их хими чески .стойких сплавов. М., "Машиностроение", 1964, с.78.2. Патент франции Р 2280475,хл. В 23 К 35/36, 1976 (прототип).ВФЮШШЮВШтШШЮЮЕШ Ф Ю ж