Материал для сварки никеля

)5 В 23 К 35/3 ИЗОБ ОПИСАН АВТОРСКОМУ Т ЕТЕЛЬСТВУ При сварке разуют, испаря зерен карбида т тана окисляется названные галогенясь, газовое облакоитана, из-за чего капри более высокихаря этому, в металшее количество каршает антикоррози ды обвокруг бид ти- темпешва ида тинныературах Бла год переходит боль тана, что повы ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Пермский политехнический институт (72) М,НИгнатов, В,П.Кораблев, А,М.Ханов, Л.Е.Прокопьева, С.А.Казанцев и М,П,Шалимов(56) Авторское свидетельство СССР М 380416, кл. В 23 К 35/362, 11,02,72,Авторское свидетельство СССР М 617214, кл. В 23 К 35/365, 13.12.76.Авторское свидетельство СССР М 539729, кл. В 23 К 25/368, 02.12,75, (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ СВАРКИ НИКЕЛЯ (57) Сущность изобретения: сварочный материал содержит карбид титана, Зерна карИзобретение относится к сварочным материалам, а именно к составам шихты порошковой проволоки, предназначенным для дуговой сварки в защитных газах конструкционных материалов, преимущественно никеля.Целью изобретения является повышение прочностных свойств и коррозионной стойкости металла сварного шва,Цель достигается тем, что в известных составах сварочных материалов, содержащих карбид титана, зерна его покрывают одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве 2-6 от массы карбида титана. При этом, если материал используют в качестве шихты порошковой проволоки, он содержит 4 - 6% мас. карбида титана, никель - остальное,бида титана покрыты одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве 2-6 от массы карбида титана. Сварочный материал может быть использован видешихты порошковой проволоки, флюса или электродного покрытия. Шихты порошковой проволоки содержит 4 - ,6 ь карбида титана, никель остальное. Флюс содержит, мас. О . мрамор 10-20, глинозем 15 - 20, плавиковый шпат 60 - 70, карбид титана 1 - 7. Электродное покрытие содержит, мас.: . мрамор 40-50; плавиковый шпат 30 - 40, полевой шпат 3-7, двуокись титана 1 - 3, бенто. нит 2-4, карбид титана 8 - 16, Матерйал позволяет повысить прочностные свойства и коррозионную стойкость металла шва, 3 э.п.ф-лы, 11 ил., 6 табл, Если материал используют в качестве флюса, то он содержит, мас.%: 110 - 20 мрамора, 15-20 глинозема, 60-70 плавикового шпата и 1-7 карбида титана,В случае использования материала в качестве электродного покрытия, он содер-жит, мас.%: 40-50 мрамора, 30-40 плавикового шпата, 3-7 полевого шпата, 1- 3 двуокиси титана, 2-4 бентонита и 8-16 карбида титанасвойства металла шва и его прочностные показатели,Проведенные исследования показали, что содержание галогенида покрывающего зерна карбида титана, в составе сварочных материалов менее 2 не дает повышение прочностных свойств металла сварного шва и его коррозионной стойкости, как и содержание его выше 6 о .С целью определения возможности использования вышеуказанных галогенидов для покрытия зерен карбида титана, были проведены исследования по влиянию галогенидов на термостойкость карбида титана.Исследования проводились на дериватографе (производство Венгрия), Навески порошка карбида титана (10 мг), зерна которого покрыты вышеуказанными галогенидами щелочно-земельных металлов, нагревали при постояйном темпе температурного нагружения (100 С/мин). Одновременно регистрировали изменение массы первоначальной навески Лв, температуры Т и дифференциальные изменения массы и температуры.Начало интенсивного окисления карбида титана отмечено с 370 С (с изменением массы первоначальной навески более 3 - 5 о )Галогенид смещал температуру термостойкости карбида титана в область 575 - 620 С, которая и принималась как температура термостойкости карбида титана.На нижеприведенных термогравиметрических кривых (фиг.1 - 11) показаны результаты проведенных исследований, Как видно из термогравиметрических кривых действия галогенидов на термостойкость карбида титана эквивалентны, На основании этого отработку предлагаемого состава шихты порошкообразной проволоки проводили с одним из галогенидов -фторидом натрия.При отработке предлагаемого состава шихты порошковой проволоки с содержанием фторида натрия, покрывающего зерна карбида титана, в количествах, соответствующих как граничным значениям его, приведенным в формуле изобретения, так и средним значениям и значениям, выходящим за заявляемые пределы,В табл.1 приведены опробованные составы шихты порошковой проволоки (составы 1-5), Порошковые проволоки диаметром 2,5 мм изготавливали в лабораторных условиях на волочильной установке из никелевой ленты марки НП - 2 (ГОСТ 492 - 73) толщиной 0,5 мм и шириной 11,6 мм, Волочение выполняли за шесть проходов при диаметрах фильер (мм): 3,7; 3,3; 3,1; 2,9; 2,7и 2,5. Основа шихты порошковой проволоки- никелевый электролитический порошок(ГО СТ 9722 - 79).5 Опробование проводили при сварке образцов из никеля марки НП - 2 толщиной 5,0мм. Сварку осущеСтвляли с двух сторон напостоянном токе обратной полярности присиле сварочного тока 300 - 330 А, напряжении на дуге 18-20 В, скорости сварки 23 м/чи расходе защитного газа - аргона - 7,5-9,5л/мин.Полученные сварные образцы подвергались прочностным и коррозионным испы 15 таниям в расплаве едкого натра. Результатыиспытаний представлены в нижеследующейтабл,2,Как видно из результатов испытаний(табл,2) при содержании в шихте порошко- .20 вой проволоки фторида натрия, покрывающего зерна карбида титана в пределах,указанных в формуле изобретения, повышаются предел прочности, ударная вязкость итвердость, а скорость коррозии снижается.25 При выходе же содержания фторида натрия в шихте порошковой проволоки за заявляемые пределы цель изобретения недостигается.При отработке предлагаемого флюса30 были опробованы составы с содержаниемфтористого натрия, покрывающего зернакарбида титана, в количествах, соответствующих как граничным значениям его, приведенных в формуле изобретения, так и.35 средним значениям, выходящим за заявляемые пределы.В табл.З приведены опробованные составы предлагаемого флюса (составы 1 - 5).Вышеуказанные составы были опробо 40 ваны при сварке образцов из никеля НП - 2толщиной 10 мм,Перед сваркой керамический флюс прокаливали при температуре 350 С в течение1 ч.В качестве электрода использоваласьникелевая проволока диаметром 4,0 мм,Сварку проводили постоянным током обратной полярности при силе сварочного тока520-530 А и напряжении на дуге 30-32 В.50 Полученные образцы подвергалисьпрочностным испытаниям и испытаниям наскорость коррозии в концентрированныхнатриевой и калиевой щелочах, Результатыиспытаний представлены в нижеследующей55 табл,4.Как видно из результатов испытаний.при содержании в флюсе фтористого натрия, покрывающего зерна карбида титана,в пределах, указанных в формуле изобретения, повышаются предел прочности и удар1808591 Таблица 1 Составы шихты порошковой проволоки, опробованные при сварке деталей из никеля марки НПная вязкость металла сварного шва, а скорость коррозии снижается, При выходе же содержания фтористого натрия в флюсе за заявляемые пределы цель изобретения не достигается,При отработке предлагаемого состава электродного покрытия с содержанием фторида натрия, покрывающего. зерна карбида титана, в количествах; соответствующих как граничным значениям его, приведенным в формуле изобретения, так и средним значениям и значениям, выходящим за заявляемые пределы.В табл.5 приведены опробованные составы электродного покрытия (составы 1-5). В качестве стержней применялась проволока марки НПдиаметром 4,0 мм. Перед сваркой электроды прокаливали при температуре 350 С в течение 1 ч. Опробование проводили при сварке образцов из никеля марки НП - 2 толщиной 4,0 мм, Сварку осуществляли постоянным током обратной полярности при силе сварочного тока 160-200 Р и напряжении на дуге 28 - 32 В,Полученные сварные образцы подвергались прочностным и коррозионным испытаниям в расплаве едкого натра. Результаты испытаний представлены в табл,6.Как видно из результатов испытаний, при содержании в электродном покрытии фторида натрия, покрывающего зерна карбида титана, в пределах, указанных в формуле изобретения, повышаются предел прочности, ударная вязкость и твердость, а скорость коррозии снижается. При выходе же содержания фторида натрия в покрытии электрода за заявляемые пределы цель изобретения на достигается.Преимущества предлагаемого., сварочного материала заключаются в том, что он благодаря покрытию зерен карбида титана вышеуказанными галогенидами, повышает термостойкость карбида титана при сварке, чем увеличивает переход последнего в ме талл шва и тем самым повышает его прочностные свойства (предел прочности, ударную вязкость и твердость в среднем на 12 - 15 о .12 - 13% и 11 - 13% соответственно) и снижает скорость коррозии металла шва в распла ве едкого натра. Это же, в свою очередь.позволит повысить стойкость сварных изделий, полученных с применением электродов с предлагаемым составом покрытия, при эксплуатации в расплавах едкого натра, 15Формула изобретения,1, Материал для сварки никеля, содержащий карбид титана, о т л и ч а ю щ и й с я20 тем, что, с целью повышения прочностныхсвойств и коррозионной стойкости металласварных швов, зерна карбида титана покрыты одним из галогенидов лития, калия, натрия, кальция в количестве 2 - 6% от массы25 карбида титана,2, Материал по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что при использовании его в качествешихты порошковой проволоки он содержит4 - 6% карбида титана, никель - остальное,30 3. Материал по п,1, отличающийсятем, что при использовании его в качестве. флюса, он содержит 10-20 мрамора, 1520% глинозема, 60 - 70 плавикового шпатаи 1 - 7 карбида титана.35 4. Материал поп,1, отлича ющи йсятем, что при использовании в качестве электродного покрытия он содержит 40-50 мрамора,30 - 40% плавикового шпата, 3 - 7,полевого шпата, 1-.3% двуокиси титана,40 2 - 4 обентонита и 8-16 оь карбида титана;1808591Таблица 2Результаты прочностных и коррозионных испытаний никелевых сварных образцов, полученных при сварке в среде аргона, опробованными порошковыми проволокамиТа бл ставы керамического флюса, опробованные при сварке деталей из никеля Н блиВлияние содержания в флюсе фтористого натрия, покрывающего зерна карбтитана, на прочностные показатели металла сварочного шва и скорость егорозии в концентрированных расплавах калиевой и натриевой щелочей1808591 Таблица 5 Составы электродного покрытия, опробованные при сварке деталей из никеля марки НП-га дд дИ 3 И Т; фиа У гС- лФ Я - 7 сС иассцбцробан У% Х - сС тсси 3 цуа 3 ан Г% 4 -7 сб пассцбцроЫ 5% 5 - ТЖ аюцацааАэ Составитель М,Игнатоведактор Техред М.Моргентал Корректор Л,Филь Заказ 1244 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т ССС Прои твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1