RU2215814C1 - Сплав - Google Patents
Сплав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215814C1 RU2215814C1 RU2002107875A RU2002107875A RU2215814C1 RU 2215814 C1 RU2215814 C1 RU 2215814C1 RU 2002107875 A RU2002107875 A RU 2002107875A RU 2002107875 A RU2002107875 A RU 2002107875A RU 2215814 C1 RU2215814 C1 RU 2215814C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- strength
- metal
- carbon
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 21
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 8
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 22
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относиться к сварочным материалам и может быть использовано для восстановления деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок, в частности для опорных валков станов горячей прокатки. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, в мас. %: углерод 0,15-0,25; марганец 0,25-0,35; кремний 0,2-0,3; хром 2,5-3; молибден 0,4-0,5; вольфрам 0,25-0,35; железо - остальное. Изобретение позволяет получить хороший комплекс прочности и ударной вязкости наплавленного металла, стойкости к образованию трещин при циклических нагрузках. 1 табл.
Description
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для восстановления деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок, в частности для опорных валков станов горячей прокатки металла.
Известен состав проволоки для сварки, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,5-0,12
Марганец - 03-0,8
Кремний - 0,3-0,8
Хром - 4-6
Молибден - 0,3-0,7
Железо - Остальное
(см. ГОСТ 2246-70 ст. 10Х5М)
Известный состав сварочной проволоки не обеспечивает требуемую прочность и работоспособность наплавленного металла в условиях контактных нагрузок.
Углерод - 0,5-0,12
Марганец - 03-0,8
Кремний - 0,3-0,8
Хром - 4-6
Молибден - 0,3-0,7
Железо - Остальное
(см. ГОСТ 2246-70 ст. 10Х5М)
Известный состав сварочной проволоки не обеспечивает требуемую прочность и работоспособность наплавленного металла в условиях контактных нагрузок.
Известен также состав сплава для восстановления деталей, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,07-0,17
Кремний - 0,10-0,35
Марганец - 0,3-0,8
Хром - 4,0-6,5
Никель - 0,10-0,40
Молибден - 0,20-0,80
Кальций - 0,005-0,12
Железо - Остальное
(см. патент РФ 2048585, М.кл5 6 С 22 С 38/44, В 23 К 35/30) - прототип.
Углерод - 0,07-0,17
Кремний - 0,10-0,35
Марганец - 0,3-0,8
Хром - 4,0-6,5
Никель - 0,10-0,40
Молибден - 0,20-0,80
Кальций - 0,005-0,12
Железо - Остальное
(см. патент РФ 2048585, М.кл5 6 С 22 С 38/44, В 23 К 35/30) - прототип.
Известный состав сплава не удовлетворяет условию эксплуатации по прочности и ударной вязкости металла. Для получения наплавленного слоя требуемой прочности и ударной вязкости предлагается дополнительно ввести 0,25-0,35% вольфрама. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,15-0,25
Кремний - 0,2-0,3
Марганец - 0,25-0,35
Хром - 2,5-3
Молибден - 0,4-0,5
Вольфрам - 0,25-0,35
Железо - Остальное
Поставленная задача согласно изобретению решена тем, что химический состав сплава согласован с термоциклическим режимом, присущим наплавке и термообработке, что обеспечивает получение высокопрочного сплава, имеющего предел текучести металла наплавленного валика более 700 МПа и 670 МПа в зоне термического влияния (ЗТВ) валика. Ниже описана роль различных легирующих элементов и предпочтительные пределы их содержания в заявленном сплаве.
Углерод - 0,15-0,25
Кремний - 0,2-0,3
Марганец - 0,25-0,35
Хром - 2,5-3
Молибден - 0,4-0,5
Вольфрам - 0,25-0,35
Железо - Остальное
Поставленная задача согласно изобретению решена тем, что химический состав сплава согласован с термоциклическим режимом, присущим наплавке и термообработке, что обеспечивает получение высокопрочного сплава, имеющего предел текучести металла наплавленного валика более 700 МПа и 670 МПа в зоне термического влияния (ЗТВ) валика. Ниже описана роль различных легирующих элементов и предпочтительные пределы их содержания в заявленном сплаве.
Углерод обеспечивает матричное упрочнение сплава и наплавленного металла. Дисперсное упрочнение идет вследствие образования мелких частиц WC и МоС, которые в наплавленном слое достаточно дисперсны и многочисленны. Углерод также усиливает способность принимать закалку, т.е. образовывать более твердую и более прочную микроструктуру при охлаждении сплава при наплавке. Содержание углерода менее 0,15% мало оказывает влияние на упрочнение наплавленного металла и приводит к недостаточному раскислению сварочной ванны. При содержании углерода выше 0,25% начинают образовываться сложные карбиды, которые охрупчивают металл шва, и наплавленный металл будет подвержен растрескиванию.
Кремний всегда вводится в наплавочный металл в качестве раскислителя в количестве 0,2%. С понижением количества меньше 0,2% кремния возможно появление пор при наплавке. Взятый в избытке кремний отрицательно влияет на вязкость наплавленного металла в ЗТВ, которая при его концентрациях более 0,35% снижается до неприемлемого уровня.
Марганец упрочняет матрицу металла и значительно улучшает способность принимать закалку при наплавке. Минимальная концентрация Мn, необходимая для достижения требуемой прочности, равна 0,25%. Подобно углероду, Мn в избытке ухудшает вязкость металла и также вызывает растрескивание при наплавке, поэтому его верхний предел 0,3%.
Хром повышает упрочняемость сплава при охлаждении во время наплавки. При содержании хрома менее 2,5% не обеспечивается прочность наплавленного металла, а при содержании свыше 3% не обеспечивается оптимальная структура металла из-за появления остаточного аустенита.
Молибден повышает упрочняемость наплавленного металла при его охлаждении с образованием упрочненной матрицы и дополнительно обеспечивает дисперсионное упрочнение при отпуске вследствие выпадения частиц Mo2C. Избыток Мо способствует появлению трещин при наплавке и ухудшает вязкость наплавленного металла, поэтому верхний предел установлен 0,5%. При содержании молибдена менее 0,4% прочность наплавленного слоя ниже допустимой.
Вольфрам добавлен для дисперсионного упрочнения при выпадении мелких частиц WC в наплавленном металле. Верхний предел 0,35% установлен потому, что избыток W приводит к растрескиванию и ухудшает вязкость наплавленного металла и его ЗТВ. С понижением содержания вольфрама меньше 0,25% прочность сплава снижается, что неприемлемо.
Были изготовлены шесть вариантов ленты различного состава. Химический состав изготовленных образцов ленты для наплавки и свойства наплавленного слоя приведены в таблице.
Лентой сплавов всех составов, размером 20х1 производили наплавку на пластины. После многослойной наплавки на пластину из верхних 6-7 слоев изготавливали образцы на растяжение по ГОСТ 1497 и ударной вязкости по ГОСТ 9454.
Как следует из таблицы, наплавленный сплав состава 1 имеет концентрацию химических элементов меньше заявленного, что снижает механические свойства и стойкость опорного валка. В сплавах 2-4 концентрация химических элементов соответствует заявленному составу, наплавленный металл имеет повышенную прочность (σв= 700-725 МПа и ударную вязкость (КСV=0,58-0,65 МДж/м2), что обеспечивает максимальную стойкость восстановленных опорных валков. Сплав 5 имеет концентрацию химических элементов выше заявленного состава, что приводит к ухудшению механические свойства и снижению стойкости опорного валка. Сплав-прототип (состав 6) имеет пониженную прочность и ударную вязкость. Варианты 2-4 дают оптимальное сочетание прочности и ударной вязкости.
Пример применения сплава
На металлургическом комбинате "Северсталь" проведено восстановление опорных валков стана 2000 из стали марки 9ХФ. Наплавка производилась с подогревом до температуры 450oС, лентой 20х1 под флюсом АН-60. Режим наплавки: сварочный ток 500-550 А, напряжение 34-36 В, скорость наплавки 30 м/ч. После наплавки валок помещали в колпаковую печь для проведения термообработки по режиму: нагрев со скоростью 100oС до температуры 500oС и выдержкой 10 ч. После охлаждения с печью валок механически обрабатывали. Испытания валка показали увеличение стойкости и наработки выплавленного металла по сравнению с валком, наплавленным сплавом-прототипом (табл.). Из результатов эксплуатационных данных следует, что стойкость опорного валка, наплавленный слой которого изготовлен из сплава оптимального состава, выше в 1,9 раза по сравнению с валком, наплавленным сплавом-прототипом, и составляет 1,2-1,5 млн. т проката.
На металлургическом комбинате "Северсталь" проведено восстановление опорных валков стана 2000 из стали марки 9ХФ. Наплавка производилась с подогревом до температуры 450oС, лентой 20х1 под флюсом АН-60. Режим наплавки: сварочный ток 500-550 А, напряжение 34-36 В, скорость наплавки 30 м/ч. После наплавки валок помещали в колпаковую печь для проведения термообработки по режиму: нагрев со скоростью 100oС до температуры 500oС и выдержкой 10 ч. После охлаждения с печью валок механически обрабатывали. Испытания валка показали увеличение стойкости и наработки выплавленного металла по сравнению с валком, наплавленным сплавом-прототипом (табл.). Из результатов эксплуатационных данных следует, что стойкость опорного валка, наплавленный слой которого изготовлен из сплава оптимального состава, выше в 1,9 раза по сравнению с валком, наплавленным сплавом-прототипом, и составляет 1,2-1,5 млн. т проката.
Claims (1)
- Сплав, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, молибден, железо, отличающийся тем, что он содержит дополнительно вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Углерод - 0,15-0,25
Марганец - 0,25-0,35
Кремний - 0,2-0,3
Хром - 2,5-3
Молибден - 0,4-0,5
Вольфрам - 0,25-0,35
Железо - Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002107875A RU2215814C1 (ru) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Сплав |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002107875A RU2215814C1 (ru) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Сплав |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2215814C1 true RU2215814C1 (ru) | 2003-11-10 |
Family
ID=32027579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002107875A RU2215814C1 (ru) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Сплав |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2215814C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU859086A1 (ru) * | 1979-11-11 | 1981-08-30 | Предприятие П/Я Р-6209 | Состав сварочной проволоки |
| RU2048585C1 (ru) * | 1992-06-09 | 1995-11-20 | Ветер Владимир Владимирович | Сталь для прокатных валков |
| EP0698443A1 (en) * | 1994-03-11 | 1996-02-28 | Nippon Steel Corporation | Wire for gas metal-arc welding |
| RU2131945C1 (ru) * | 1998-05-25 | 1999-06-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Состав сплава |
-
2002
- 2002-03-28 RU RU2002107875A patent/RU2215814C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU859086A1 (ru) * | 1979-11-11 | 1981-08-30 | Предприятие П/Я Р-6209 | Состав сварочной проволоки |
| RU2048585C1 (ru) * | 1992-06-09 | 1995-11-20 | Ветер Владимир Владимирович | Сталь для прокатных валков |
| EP0698443A1 (en) * | 1994-03-11 | 1996-02-28 | Nippon Steel Corporation | Wire for gas metal-arc welding |
| RU2131945C1 (ru) * | 1998-05-25 | 1999-06-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Состав сплава |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2881487B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with super-high strength and high toughness, and process for preparing same | |
| EP2881486B1 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and process for preparing same | |
| EP2980256B1 (en) | Low-alloy high-performance wear-resistant steel plate and manufacturing method therefor | |
| AU2014243611B2 (en) | High-toughness, low-alloy, wear-resistant steel sheet and method of manufacturing the same | |
| CN101835918B (zh) | 高强度厚钢板及其制造方法 | |
| EP2695960A1 (en) | Abrasion-resistant steel sheet exhibiting excellent resistance to stress corrosion cracking, and method for producing same | |
| JP7471417B2 (ja) | 低温衝撃靭性に優れた高硬度耐摩耗鋼及びその製造方法 | |
| JP6027302B2 (ja) | 高強度焼戻し省略ばね用鋼 | |
| EP2811045B1 (en) | Base metal for high-toughness clad steel plate giving weld with excellent toughness, and process for producing said clad steel plate | |
| KR101271888B1 (ko) | 저온인성이 우수한 극후물 내마모용 후강판 및 그 제조방법 | |
| KR20010021263A (ko) | 고강도 저합금 내열강 | |
| WO2012002563A1 (ja) | 溶接部靭性と耐遅れ破壊特性に優れた耐磨耗鋼板 | |
| JP2009521600A (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト及びその製造方法 | |
| JP4735167B2 (ja) | 低温靭性に優れた耐摩耗鋼板の製造方法 | |
| EP2834378B1 (en) | Steel alloy | |
| JP2007119850A (ja) | 低温靭性に優れた耐摩耗鋼板およびその製造方法 | |
| JP2005256169A (ja) | 低温靱性に優れた耐摩耗鋼板およびその製造方法 | |
| JP4238832B2 (ja) | 耐摩耗鋼板及びその製造方法 | |
| JP3698082B2 (ja) | 耐摩耗鋼 | |
| JPH0649914B2 (ja) | 圧延用焼入ロール及び圧延機 | |
| RU2215814C1 (ru) | Сплав | |
| WO2000005428A1 (en) | Low alloy build up material | |
| JP3336877B2 (ja) | 脆性破壊伝播停止特性と溶接性に優れた厚肉高張力鋼板の製造方法 | |
| JPH10330836A (ja) | 被削性及び疲労特性に優れた熱間鍛造部品の製造方法 | |
| JP5458923B2 (ja) | 耐脆性破壊特性に優れた溶接継手 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120329 |