Состав электродной проволоки

-0,3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к сварочным материалам, преимущественно длядуговой сварки в активных газахконструкций иэ легированных высокопрочных сталей, подвергаемых в процессе изготовления послесварочномувысокому отпуску. Цель изобретениястабилизация и повышение вязкостиразрушения наплавленного металла шваи снижение степени его раэупрочненияв результате высокого послесварочногоотпуска, В состав электродной проволоки(ЭП) входят следующие компоненты,мас.ФС 0,04-0,14 81 0,2-0,7; Мп 0,6-1,8;Сг 0,2-0,65 Ид 2,1-3,4; Мо 0,350,70; Ч 0,01-0,07; Т 1 0,01-0,151 А 10,005-0,15; 8 0,006-0,020; Р 0,0060,020; И 0,005-0,015; Са 0,02-0,08;Ге остальное. Сумм содержаниеЧ + Т 1 + А 10,03 1 мас.Ж, Для 1) 4 В 23 К 35/30 ю С 22 С получения металла шва (Й 11) с пределом текучести б 0, = 700-750 МПа состав ЭП должен содержать И в количестве 2,1-2,5, а отношение 100-кратного содержания С к .1 п+ И 1 (Е) равно 1,9- 3,8, Для получения МШ с пределом текучести (0, = 750-800 МПа состав ЭП должен содержать Ид в количестве 2,4-2,8 Ф,а отношение 100-кратного содержания С к Мп + И 1(У) равно 0,95-2,8, Чля получения МШ с 60,1 = 800-850 МПа состав ЭП должен содержать И 1 в количестве 2;7-3,4 ь, а отношение 100-кратного содержания С к Мп + И 1(Е) равно 0,9-2,6, Суммарное содержание Ч, Т 1 и А 1, равное О 0,03-0,31, позволяет снизить степень раэупрочнения шва при высоком отпуске за счет дисперсионного твердения, обусловленного введением нит- С ридных и карбонитридных Фаз этих элементов по границам зерен,.Строго определенное соотношение между С, Мп и И 1, а именно 100-кратное содержание С к Мп + И 1(7) равно 0,9-3,8 при содержании И 1, равном 2,1-3,4 Ф, позволяет обеспечить треб емый уровень вязкости отпущенного МЯ при повышении его прочности от 60,1 = 700 МПа до бо, = 010 МПа. Сп в количестве 0,02- 0,084 способствует повышению вязкости разрушения отпущенного МИ под дей" ствие): постоянной нагрузки и усиливает действие таких элементов как Ч, Т 1, А 1. 3 э.а,ф-лы, 2 табл.аИзобретение относится к сварочным материалам, преимущественно для дуговой сварки в активных газах конструкций из легированных высокопрочных сталей, подвергаемых в процессе изготовления послесварочному высокому отпуску.Цель изобретения - стабилизация и повышение вязкости разрушения наплавленного металла шва и снижение степени егО разупрочнения в результате высокого послесварочного отпуска.Соблюдение условно суммарного содержания карбидообразующих элементов ванадия, титана и алюминия в составе сварочной проволоки в пределах 0,03- 0,314 позволяет даже при сварке в сильно окислительных защитных средах снизить степень разупрочнения шва при 20 высоком отпуске за счет дисперсионного твердения, обусловленного выделе- нием нитридных и карбонитридных фаз этих элементов по границам зеренПри суммарном содержании в прово локах ванадия, титана и алюминия ниже указанных пределов, а их отдельное содержание при этом находится в пределах рецептуры состава, наблюдается существенное разупрочнение наплавлен. ЗО ного металла в результате высокого отпуска. В случае превышения у,азанн 1-, предела по суммарному содержан 1 ю ванадия, титана и алюминия имеет често снижение хладостойкости отпущенн э наплавленного металла, что связано с повышенной его загрязненностью выделившимися частицами нитридов и карбонитридов этих элементов.Снижение вязких свойств металла шва в результате высокого отпуска40 вследствие дисперсионного твердения восполняется правильным выбором соотношения между содержанием углерода, марганца и никеля в проволоке в зави. симости от требуемого уровня прочности металла шва.Для комплекснолегированного шва системы С-Сг"Мп-И-Мо простое повышение содержания никеля в нем не поз воляет компенсировать частичное падение вязкости, обусловленноепрочнением дисперсными частицами натридов и карбонитридов.Для обеспечения требуемого уровня вязкости отпущенного металла шва при повышении его прочности от бо, = = 700 МПа до бод = 850 МЛа, необходимо соблюдение строго определенных соотношений между содержанием углерода, марганца и никеля в проволоке, а именно отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля должно быть равно 0,9-3,8. Причем для получения металла шва с пределом текучести бод = 700- 750 МПа состав электродной проволоки дслжен содержать никель в количестве 2,1-254 при отношении стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля, равному 1,9-3,8 для получения металла шва с б о, = 750-800 МПа; содержание никеля в проволоке должно быть равно 2,4- 28 Ф при указанном соотношении углерода, марганца и никеля, равном 0,95- 2,8, а для получения металла шва с 6,д = 800-850 МПа содержание никеля равно 27-34 при соотношении углерода, марганца и никеля, равном 09-26 .При значениях выявленного соотношения углерода марганца и никеля ниже 0,9 прочностные показатели металла швов данной композиции находятся ниже, установленных требований (ниже 800 МПа); Если укаэанное соотношение больше 3,8, то наблюдается превышение прочностных свойств отпущенного металла шва более 750 МПа при существенном снижении показателей вязкости разрушения в условиях статической усталости (величина критического раскрытия трещины снижается до 0,04-0,05 мм).Дополнительным фактором, способствующим повышению вязкости разрушения отпущенного металла шва под действи ем постоянной нагрузки, является микролегирование проволоки кальцием в количестве 002-008 что объясняется более высокой степенью раскисленности шва и уменьшением отрицатель" ного влияния серы и фосфора в нем в виде неметаллических включений на показатели статической усталости, Кроме того, кальций в данной композиции усиливает действие таких элементов, как Ч Т 1, А 1. Примеры выполнения предлагаемой электродной проволоки представлены в табл 1.Оценку механических свойств металла шва производят, как в состоянии после сварки, так и после высокого отпуска (режим отпуска; ТС = 620 С,= 4 ч), При этом наряду с испытаниями металла шва на ударный изгиб на образцах с надрезом по Иарпи, производится оценка величины критическо5 15286 го раскрытия трещины 8, при статическом трехточечном изгибе с одновременным определением температуры перехода металла шва в хрупкое состояние из условия обеспечения 50 ь-ной5 волокнистой составляющей в изломе. Результаты испытаний представлены в табл. 2.Из результатов испытаний видно, что при содержании элеме тов в проволоке ниже предлагаемых пределов не обеспечивается требуемый уровень прочности металла шва, имеет место существенное его разупрочнение в ре зультате отпуска. В то же время при содержании элементов в проволоке выше предлагаемых пределов шов приобретает чрезмерно высокую прочность при недопустимо низких значениях вязкос ти, как в состоянии после сварки, так и после высокого отпуска.На основании этого можно сделать вывод, что предлагаемая проволока позволяет стабилизировать и повысить 25 показатели вязкости разрушения металла шва при статическом нагружении, а также снизить степень его разупрочнения после высокого послесварочного отпуска сварных соединений из высоко прочных легированных сталей.Применение предлагаемой проволокиФв производстве тяжелонагруженных машин и механизмов позволяет улучшить качество сварных соединений и повысить эксплуатационную надежность35 сварных конструкций, работающих в условиях низких климатических температур. 40формула изобретения 1. Состав электродной проволоки преимущественно для сварки высоко- прочных легированных сталей в актив ных защитных газах, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, алюминий, серу, фосфор, азот, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто, с целью стабили 32 6эации и повышения вязкости разрушения наплавленного металла шва и снижения степени его разупрочнения в результате высокого послесварочного отпуска, состав дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:Углерод 0,04-0,14Кремний 0,2-0,7Марганец 0,6-1,8Хром 0,2-0,65Никель 2,1 3,4Молибден 0,35-0,70Ванадий 0,01-0,07Титан 0,01-0,15Алюминий 0,005-0,15Кальций 0,02-0,08Сера 0,006-0)020Фосфор 0,006-0,020Азот 0,005-0,015Железо Остальное при этом суммарное содержание ванадия, титана и алюминия должно быть в пределах 0,03-0,31 мас.ь.2. Состав по п. 1, отличающ и й с я тем, что, с целью получения металла шва с пределом текучести 700-750 МПа, состав содержит никель в количестве 2,1-2,5 Ф, а отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля равно 1,9 - 3,0. 3. Состав по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью получения металла шва с пределом текучести 750- 800 МПа, он содержит никель в количестве 2,4-2,83, а отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля равно 0,95-2,8.4, Состав по и. 1, о т л и ц а ющ и й с я тем, что, с целью получения металла шва с пределом текучести 800-850 МПа, он содержит никель в количестве 2,7-3,4, а отношение стократного содержания углерода к суммарному содержанию марганца и никеля равно 0,9-2,6,- СО с л 11 ей1 И111 1 ХХ 1Э О ОС Е ф ЕЙ сЕО ХО а О СЧ Мц 101 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 0 Щ Е Э Х О С С ф О а С ) ОО а 1- Э С й О 1- Э Е Эй Э Е Щ % а Э СЕ 0 С.) О И И М СО 1 ОИОСЧф ОфСЧ ООИМООИИ 1 в л в л л в в с л л е вл л М -ММСЧСЧ -ЮСЧСЧ -ОС 4 СЧ -1О И О 1 СЛ О с- - ИСО М О И СЧ О И с СЧО О СЧ ССЧ СЧ СЧ О СССЧле О М 1 в а е л е в в вл в л л е е а О О О О О О О О О О О О О О О О ОСЧ О О Ц 1 СЧ О СЧ СО И М О СЧ О- СО ОО . - - - -ОО - " " - -сч.ОО О О С О О О О О О О О О О О О Ов в л в а а в в в а л в л а а е аО О О О О О О О О О О О О О О О О И СЧ М 0 СЬ О СЧ СО О е - И е- СО М О ООО-.ОСЧ- - е --- СЧе-е- О О О С О О О О О О О О О О О О О в в л с в л в а в л л в л л в в в О О О С О О О О О О О О О О О О О ИООООФОЛЛСОСООСЧОе- -СЧСО-е-ООООе-О -Ме-еОООООООООООООООООл в в а в л е а в в а в в е в в аО О О О О О О О О О О О О О О О О О0 0 СО И СО Ц " СЧ Г Л 0 И ЛО О О О О О О О О О О О О Оа в л а в а в в а в а в л вО О О О О О О О О О О О О О ИОсчвслсчлл -сч ОООО-ОООел л в в л л а а в 1 ООООООООО ИО ГцГ сЯМА - 0 СЧ ОООООООООООО е л с л а в а л е в а е ОООООООООООО ИОе-И И Л И И СЧ О 1 Л Ю Ц 1 Ц 1 И 0 И МФ Ц 1 И 2 СО М л в а в а е а е в в е в а в О О О О О О О О О О О О О О Оф СЧО - М И СЧ ИСО О Л СО ЛСЧ 0 М л а л а е в с е в е в в а а л е СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ еЧ М 4 СЧ СЧ М М М СЧ ОИО ОИИИ О И О ИО е 0.ТМИН" МСЧИОМИОГ МФ л л с в л в л ел вв в а в л ООООООО -ООООООООО О ц 1 е- И ИСО сЧ Ф СО М 0 Л О Ое в л е л а е а л-ОО -Ое-О ИОИООИОИ е ИИСЧ ЛИл ц 1 И И см СЧ И се СЧ 0 СОмл е е л е в в л л е в а л е О О О О О О О О О О О О О О О О ОЛ 0 МСО О СО О 1 ч 0Т СО 0 О СО а йМММ МГЧ МММММММа -СГ а 1 1 1 1 11 а О 0 Л Гч 0 И СО СО Гч И О ГЧО ае СОСОСО ЛЛ 000000 ИОИ 1 1 1