Состав сварочной проволоки

Союз Советсккк Социалистическка РвспублнК(23) Приоритет В 23 К 35/30//С 22 С 38/52 Государственными номнтет СССР но делам нзвбретенн 1 н втврытнй(54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ Изобретение относится к металлур. гии и может быть использовано для изготовления сплавов сварочной проволоки, преимущественно для сварки высокопрочных нержавеющих сталей, 5 В соврЕменном машиностроении для изготовления деталей ответственногоназначения, работающих в условияхповышенных температур до 550 ОС, применяются нержавеющие высокопрочныестали. Сварка таких сталей известными сварочными проволоками не позволяет получить работоспособные соединения без проведения термообработки 15ввиду их склонности к охрупчиваниюпод воздействием повышенных температур.Известна сварочная проволока,сог держащая следующие компоненты, вес.%: 29Углерод 0,01-0,09Кремний 0,6-3,5Марганец 0,6-1,5Хром 10,5-12Никель 8,5-9,5 25Молибден 1,8-23Титан 0,01"О;35 Цирконий 002-0,1Алюминий 0 01 О 5Кальцн й 0001-0,05 30 Бор 0,0001-0,003Железо Остальное Эта марка сварочной проволоки обеспечивает получение соединений при сварке нержавеющих сталей без последующей термообработки с пределом прочности Ьь = 100-110 кг/мм н высокой ударной вязкостью 11,Однако в процессе повышенных до 550 оС температур металл сварного шва сильно охрупчивается.Известна инструментальная сталь 2, содержащая следующие компоненты, вес.%:Углерод 0,35-0,5Хром 4,5-5,5Кремний 0,7-1,2Молибден 1,2-1,6Марганец 0,1-0,5Никель 0,2-0,6Титан 0,01-0,1Вольфрам 0,8-1,2Ванадий 0,6-0,8Кальций 0,001-0,08Магний 0,001-0,05Редкоземельныемет аллы 0,001-0,08Железо ОстальноеОднако проволока из этой стали не обеспечивает получение сварныхсоединений с достаточной прочностьюособенно в условиях повышенных температур.С целью повышения прочности сварного соединения в условиях повышенных температур до 550 С состав дополнительно содержит кобальт. алюминий,цирконий, ниобий при следующем со"отношении компонентов, вес.Ъ:углерод 0,005-0,1Кремний 0,05-0,5Марганец 0,05-0,5Хром 10-15Бикель 2-7Молибден 0,3-1,5Вольфрам 0,3-1,5Кальций 0,001-0,05.Титан 0,01-0, 15Ванадий 0,01-0,15Редкоземельныеметаллы 0,01-0,06Кобальт 0,1-4Алюминий 0,01-0,2Цирконий 0,01-0,15Ниобий 0,01-0,15)Ееле зо ОстальноеКомпоненты проволоки должны удовлетворять следующему требованию:молибден + вольфрам = 0,3 - 1,5;титан + ванадий + ниобий + цирконий = 0,01 - 0,20,никель + О,б кобальта- 0 12-0,60.Рхром + молибден + вольфрамКобальт модифицирует литую структуру металла шва и предотвращает выделение избыточной Фазы 4 -феррита,оказывающей охрупчивающее влияниепри повышенных температурах. Крометого, он понижает содержание остаточного аустенита и повышает температуру обратногоо =перехода, тем самым повышая прочность и теплопроч"ность металла шва.Вольфрам введен в состав для повышения прочности и теплопрочностиметалла шва,Ниобий измельчает структуру металла шва, повышает его технологическую прочность, теплопрочность ипластические свойства.Ванадий измельчает структуру металла шва, повышает его прочность итеплопрочность.РЗМ оказывает модифицирующее воздействие на морфологию литых кристаллов и повышает его ударную вязкость.Понижение содержания молибденаспособствует сохранению высокихзначений ударной вязкости металлашва при воздействии высоких температур. Общее содержание молибденаи вольфрама ограничено пределами,не вызывающими охрупчивания металлашва в процессе эксплуатационных нагревов,Содержание кремния и марганца.предотвращает охрупчивание металла 5 1 О 15 2 О 25 30 35 40 45 50 еО б 5 шва в процессе длительных высокотем пературных нагревов. Понижение никеля позволяет повысить температуРуобратного й - Я превращения, тем самым раеширив интервал рабочих температур.Определенное соотношение междусодержанием никеля и кобальта, какаустенитообразующих элементов, и общим содержанием хрома, молибдена ивольфрама, как ферритообразующихэлементов, ограничивает наличие вструктуре металла шва д-феррита, способствующего охрупчиванию в процессевысокотемпературных нагревов, и снижающего теплопрочность и прочность.Введение титана и алюминия осуществлено в пределах, обеспечивающихповышение технологической прочностиметалла шва и его теплопрочности.В составе сварочной проволоки сохранены легирующне добавки цирконияи кальция, модифицирующие литуюструктуру металла шва, способствующие очищению границ зерна и повышающие технологическую прочность сварного соединения.Общее содержание ниобия, ванадия,титана и циркония ограничено пределом, не приводящим к понижению уданой вязкости металла шва,Из состава сварочной проволоки исключен бор ввиду отрицательного еговлияния на сопротивляемость образованию горячих трещин.П р и м е р, Для получения сварочной проволоки изготавливают композиции (см, табл. 1). Из выплавленныхсплавов указанного состава получаютсварочные проволоки, которые используют для сварки нержавеющей высокои теплопрочной стали марки ВЫЛтолщиной 10 мм, Перед сваркой пластиныиз стали ВЫЛтермообрабатываютсяпо режиму: нормализация 1100 ОС(2 ч), воздух, закалка 1050 ОС (1 ч),масло, отпуск б 10 ОС (1 ч), воздух.Применяется ручная аргоно-дуговаясварка неплавящимся электродом с присадочными проволоками. После сваркипластины разрезаются на образе и проводятся механические испытания нарастяжение и ударную вязкость.В табл, 2 приведены показателимеханических свойств сварочной проволоки.Использование предлагаемой сварочной проволоки для сварки нержавеющих сталей высокой прочности обеспечивает по сравнению с известнымиследующие преимущества: возможностьдостижения равнопрочности сварногосоединения с основным металлом беэпроведения термической обработки(в состоянии после сварки); возможность эксплуатации сварных изделийпри повышенных до 550 С температурах, повышение сопротивляемости образованию хрупких разрушений. Этозначительно повышает качество и на"дежность иэделий из указанных материалов и позволяет доетичь значительного зкономического эФфекта засчет снижения брака при сварке и уменьшения веса сварных конструкцийа также упрощения технологическогопроцесса сварки (устранения необходимости проведения последующей термической обработки) .%- О о осо м о мсо мсо мсо 61 ЗЦ 1О 1- - ЧО 1о1 Й1111 т.1 1 м о О мсо мсо мсО лсЮ о 11 1 аОЬО аОсО аЮ(Ч О ГЧ ГЧ СЧ Ь с Ь Ь Ю О сО а-4 Ь Оа о Ц о а %-% О аЮсЮ алЪО аЮсЮ аОсЮ(ЧЮсО аъл ал аЬО О ас фсО асО 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 Г%3 Ю асЮ асО а Г% с Оа а с с Ю ь а ь асЮ ась асЮ асО асЮ Г с Ю) тг гСО СО сО ф м ь ь (О Гь о о с СО(О СС 1 )3)Г- Г( о т-( а - О СО га О ф О О О О ьс с с ь Сг) О) О) СО ОЪ О Г" СО ОО СО ОМ Г)3 г М О О т 1 СО СО бЭ СО С) ОЪ О Г ( Г 3 М О С) Ос с В с(с )Л а тс а (Л а13 846185 14 формула изобретения Составитель Н. Соколова Редактор С. Лыжова ТехрЕд И.Асталош Корректор М. ПожоЗаказ 5293/14 Тираж 1148 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 1, Состав сварочной проволоки,преимущественно для сварки высокопрочных нержавеющих сталей в защитной среде, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибдентитан, вольфрам, ванадий, кальций,редкоземельные металлы, железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения прочности сварочного соединения в условиях повышенныхтемператур до 5500 С, состав дополнительно содержит кобальт, алюминий,цирконий, ниобий при следующем соот-.ношении компонентов, вес.%:Углерод 0,005-0,1 15Кремний 0,05-0,5Марганец 0,005-0,5Хром 10-15Никель 2-7Молибден . 0,3-1,5 20Вольфрам 0,3-1,5Кальций 0,001-0,05Титан 0,01-0,15 Ванадий 0,01-0,15 Редкоземельныеметаллы 0,01-0,06 Кобальт 0,1-4Алюминий 0,01-0,2 Цирконий 0,01"0,15 Ниобий 0,01-0,15 Железо Остальное 2. Состав по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что выполняются следующие условия: сумма содержания молибдена и вольфрама составляет 0,3- 1,5, сумма содержания титата, ванадия, ниобия, циркония составляет 0,01-0,02, а отношение Й+ОбСоСг+Йо+Я составляет 0,12 + 0,6,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 270475, кл. В 23 К 35/30.2. Авторское свидетельство СССРР 511380, кл, С 22 С 38/18, 1205.74