Состав сварочной проволоки

(19) (11) 1 В 23 К 35/30 МИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ П 0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕ НИЕ ИЗОБРЕТЕНl АВТОРСКОМУ СВИД.:ТЕЛЬСТВ ых соединений о 500 С, он магний и бор ии компонен 528177/25-275.11,823.02,85, Бюл,3-1,0 ,3-1,0 е 0,01-0,06 0,001-0,02 0,001-0,02 0,001-,0,02 0,001-0,00 Остальное 90 при выполнении услой- + вольтерам = 0,6-1, + кальций + магнийьфрама + 5 кремния + 40 углерода моли цирк ,003(56) 1, Патент Японии В 52-22904,кл, С 22 С 38/54, 1977.2, Авторское свидетельство СССРВ 846185, кл, В 23 К 35/30, 28,02,8(54)(57) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИпреимущественно для сварки нержавеющих сталей в защитной среде, содержащий углерод, кремний, марганец,.хром, никель, молибден, вольтерам,редкоземельные металлы, кальций,цирконий, железо, о т л и ч а ю щ ися тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости свар при повторном нагреве дополнительно содержи при следующем соотнош тов, мас.7.:УглеродКремнийМарганецХром НикельМолибден ВольфрамРедкоземметаллы КальцийЦирконийМагнийБор1140918 0,05-0,510-152-70,3-1,50;3-1, 50,001-0,050,01-0,150,01-0,150,01-0,06О, 1-40,01-0,20,01-0,150,01-0, 15Остальное МарганецХромНикельМолибденВольфрамКальцийТитанВанадийРЗМКобальтАлюминийЦирконийНиобийЖелезо 0,01-0,060,001-0,003Остальное 1 хром + 3 молибдена + 4 вольфрама + 5 кремния- 0,6-0,75,2 марганца + 3 никеля + 40 углерода Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления сплавов сварочной проволоки преимущественно для сварки высокопрочных нержавеющих сталей. 5В современном машиностроении для изготовления деталей ответственного назначения, работающих в интервале температур 400 - 500 С, применяются нержавеющие высокопрочные 101стали. Сварка таких материалов известными сварочными проволоками не позволяет получить качественных соединений ввиду чувствительности к образованию трещин под действием по вышенных (400 - 500 С) температур.Известна сварочная проволока марки СвХ 14 Н 51 М при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод Оь 01-Оэ 8 20Хром 11, 0-14,0Никель 1,0-6,0Марганец 0,2-2,5Кремний 0,2-0,6Молибден 0,3-1,5 25Цирконий О, 001-0, 025Кальций О, 001-0, 025Магний 0,001-0,025Железо Остальное при выполнении условия: цирконий + + кальций + магний = 0,003-0,07. Эта марка сварочной проволоки обеспечивает получение качественных сварных соединений, равнопрочных основному металлу с высокой ударной вязкостью Ату ъ 600 кДж/м при условии нагрева до температур менее 300 С Г 11.Однако нагрев до температур 400 - 500 С и выдержкапри этих температурах приводит к резкому пониже О нию энергоемкости процесса распространения трещиноподобных дефектов (Ату50 кДж/м) и возникновению трещин повторного нагрева.Известна также сварочная проволо-. 45 ка (23 для сварки высокопрочных не- ржавеющих сталей при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,005-0,1Кремний 0,05-0,5 Известно, что трещины повторного ;55 нагрева возникают, когда деформация ползучести, накопленная в рассматриваемом интервале хрупкости, превосОднако известная сварочная проволока не обеспечивает высокую трещиноустойчивость металла шва при нагреве в интервале температур 400- 500 С.Цель изобретения - повышение трещиноустойчивости сварных соединений при повторном нагреве до 500 С.Поставленная цель достигается тем, что состав сварочной проволоки преимущественно для сварки нержавеющих сталей в защитной среде, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, редкоземельные металлы, кальций, цирконий, железо, дополнительно содержит магний и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,03-0,12 Хром 10-15 Никель6-8 Марганец 0,1 - 1,0 Кремний 0,1-0,5 Молибден 0,3-1,0 Кальций 0,001-0,025 Магний 0,001-0,025 Цирконий 0,001-0,025 Вольфрам О, 3-1,0 РедкоземельныеметаллыБорЖелезо при выполнении условий: молибден ++ кальций + магний = 0,003-0,07; ходит запас пластичности сварногошва, Отсутствие трещинообразованиязависит от сопротивления металлапроскальзыванию границ зерен (силовой параметр) и способности претерпевать деформацию без разрушения ,(деформационный диаметр).Иикролегирование бором, очищая границы зерен и улучшая их структу. ру, повышает сопротивляемость проскальзыванию зерен и, улучшая их структуру, повышает сопротивляемость одно относительно другого, а магний, удаляя пленочные включения с границ О зерен, повышает деформационную способность металла, тем самым в комплексе существенно увеличивая сопротивляемость трещинам повторного нагрева, 15Общее содержание молибдена и вольфрама ограничено пределами, не вызывающими возникновения трещин повторного нагрева.Определенное соотношение между 2 О содержанием хрома, молибдена, вольфрама и кремния как ферритообразующих элементов и никеля, марганца, углерода как аустенитообразующих элементов, ограничивает наличие 25 в структуре металла шва дельта-феррита, способствующего охрупчиванию в процессе высокотемпературных нагревов, и обеспечивает получение мелкозернистого строения металла шва. П р и м е р. Для получения сварочной проволоки изготавливаются композиции составов, указанных в табл, 1. Из выплавленных сплавов указанных составов получают сварочную проволоку, которая используется при сварке стали ВНСтолщиной 15 мм в предварительно термически упрочненном состоянии. Сварные соединения испытываются на чувствительность к трещинам повторного нагрева и сопротивляемость к распространению трещин, а также на стандартные45 характеристики. При этом определяются: д- сопротивляемость возникновения трещин повторного нагрева, ИПа; О - сопротивляемость развитию третщин при ударных нагрузках, кДж/м; з 20 50предел прочности сварного соединения при комнатной температуре, ИПа; О - ударная вязкость с надрезом радиусом 1 мм, кДж/м. Берется среднее не менее трех испы 55 таний, Данные испытаний приведены. в табл. 2.Для определения сопротивляемоститрещинам повторного нагрева используются сварные образцы с надрезомпо наплавленному металлу глубиной1,5 мм и надрезом радиусом в вершине 1 мм. Образцы в специальной печинагревают 1 ч до заданной температуры и прикладывают изгибающий момент постоянной по времени. За показатель склонности материала к трещинам повторного нагрева принимаютминимальное значение напряжений, прикотором возникает разрушение,Наряду с этим проводят испытаниев режиме постоянной скорости деформирования, при котором скорость перемещения крайних точек надреза свар-Ъного образца 25 10 мм/мин. Иоментразрушения образца фиксируют по рез-.кому спаду кривой диаграммы напряжений -время (время испытания6-12 ч). За показатель сопротивляемости материала трещинам повторного нагрева в этом случае принимаютдеформационную способность (Г -прогиб образца, мм),Как видно из табл. 2,механические и технологические свойства, трещиноустойчивость сварных соединенийстали ВНС, выполненных предлагаемой проволокой, заметно превосходятпоказатели соединений, выполненныхизвестным составом сварочной проволоки.Использование предлагаемой сварочной проволоки для сварки нержавеющих сталей высокой прочностиобеспечивает по сравнению с известными возможность эксплуатации сварных конструкций при повышенных до500 С температурах, повышение сопротивляемости трещинам повторногонагрева, увеличение вязкости металла шва и его сопротивляемости развитых трещин при повышенных температурах.Это значительно повышает качество и надежность изделий из указанныхматериалов и позволяет достичь значительного экономического эффектапутем снижения брака при сварке, повышения ресурса изделий и расширенияего эксплуатационных возможностей.оло сч о о осч 1олоВ оолО ЩлО сч О л Ооло вло оло ЩОло сч о л оО с 4 о л о осчоло ооло оло о Мло ал мло млО Юло млО мло Мло о лЮлО Ило илО л оЗаказ 382/12 Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб.д. 4/5Составсварочнойпроволоки Свойства проволоки после нагрева до 500 С в течение 500 ч 380 1020 870 420 0,25 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4