SU1140918A1 - Состав сварочной проволоки - Google Patents

Abstract

СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ преимущественно дл  сварки нержавеющих сталей в защитной среде, содер жащий углерод, кремний, марганец, .хром, никель, молибден, вольфрам, редкоземельные металлы, кальций, цирконий, железо, отличающи с  тем, что, с целью повышени  тре1 хром + 3 молибдена + 4 вол 2 марганца + 3 никел  ноустойчивости сварных соединений и повторном нагреве до 500°С, он полнительно содержит магний и бор и следующем соотношении компоненв , мас.%: 0,03-0,12 Углерод 0,1-0,5 Кремний 0,1-1,о Марганец Никель 0,3-1,0 Молибден 0,3-1,0 Вольфрам i Редкоземельные 0,01-0,06 металлы 0,001-0,025 Кальций 0,001-0,025 Цирконий 0,00170,025 Магний 0,001-0,003 Остальное Железо и выполнении условий: молибден + вольфрам 0,6-1,3; цирконий + кальций + магний 0,003-0,07; + 5 кремни  0,6-0,75. глерода

Description

1 Изобретение относитс  к металлу гии и может быть использовано дл  изготовлени  сплавов сварочной про волоки преимущественно дл  сварки высокопрочных нержавеющих сталей. В современном машиностроении дл  изготовлени  деталей ответств ного назначени , работающих в инт вале температур 400 - 500°С, приме н ютс  нержавеющие высокопрочные стали. Сварка таких материалов из вестными сварочными проволоками н позвол ет получить качественных с единений ввиду чувствительности к образованию трещин под дейст вием вышеннык (400 - 500°С) температур Известна сварочна  проволока марки СВ-10Х14Н51М при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,01-0,8 Углерод 11,0-14,0 1,0-6,0 Никель 0,2-2,5 Марганец 0,2-0,6 Кремний 0,3-1,5 Молибден 0,001-0,025 Цирконий 0,001-0,025 Кальций 0,001-0,025 Магний Остальное Железо при выполнении услови : цирконий + кальций + магний 0,003-0,07. марка сварочной проволоки обеспеч ет получение качественных- сварных соединений, равнопрочных основном металлу с высокой ударной в зкост Ату $г 600 кДж/м при УСЛОВИИ нагр до температур менее 300°С Cl. Однако нагрев до температур 400 - 500°С и выдержка при этих т пературах приводит к резкому пониж нию энергоемкости процесса распро ранени  трещиноподобных дефектов (Ату s 50 кДж/м) и возникновени трещин повторного нагрева. Известна также сварочна  прово ка С2 дл  сварки высокопрочных н ржавеющих сталей при следующем со ношении компонентов, мас.%: Углерод0,005-0,1 Кремний0,05-0,51 хром + 3 молибдена + 4 вольфрама + 5 кремни  2 марганца + 3 никел  + 40 углерода

Известно, что трещины повторного j55 нагрева возникают, когда деформаци  ползучести, накопленна  в рассматриваемом интервале хрупкости, превос 0,6-0,75.

ходит запас пластичности сварного шва« Отсутствие трещинообразовани  зависит от сопротивлени  металла проскальзьгоанию границ зерен (сило- 0,05-0,5 Марганец 10-15 2-7 Никель 0,3-1,5 Молибден 0;3-1,5 Вольфрам 0,001-0,05 Кальций 0,01-0,15 0,01-0,15 Ванадий 0,01-0,06 0,f-4 Кобальт 0,01-0,2 Алюминий 0,01-0,15 Цирконий 0,01-0,15 Ниобий Железо Остальное Однако известна  сварочна  проока не обеспечивает высокую щиноустойчивость металла шва при реве в интервале температур 400°С . Цель изобретени  - повьш1ение треоустойчивости сварных соединений повторном нагреве до 500°С. Поставленна  цель достигаетс  тем, состав сварочной проволоки прещественно дл  сварки нержавеющих лей в защитной среде, содержащий ерод, кремний, марганец, хром, ель, молибден, вольфрам, редкоельные металлы, кальций, цирконий, езо, дополнительно содержит маги бор при следующем соотношении понентов, мас.%: Углерод 0,03-0,12 Никель 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 0,3-1,0 Редкоземельные 0,01-0,06 металлы 0,001-0,003 Железо Остальное выполнении условий: молибден + ольфрам 0,6-1,3; цирконий + альций + магний 0,003-0,07; J вой параметр) и способности претерпевать деформацию без разрушени  .(деформационный диаметр). Микролегирование бором, очища  границы зерен и улучша  их структуру , повьплает сопротивл емость проскальзыванию зерен и, улучша  их структуру, повышает сопротивл емост одна относительно другого, а магний удал   пленочные включени  с границ зерен, повышает деформационную способность металла, тем самым в комплексе существенно увеличива  сопро тивл емость трещинам повторного нагрева . Общее содержание молибдена и вол фрама ограничено пределами, не вызы вающими возникновени  трещин повтор ного нагрева. Определенное соотношение между содержанием хрома, молибдена, вольфрама и кремни  как ферритообразующих элементов и никел , марганца, углерода как аустенитообразующих элементов, ограничивает наличие в структуре металла шва дельта-ферр та, способствующего охрупчиванию в процессе высокотемпературных нагревов , и обеспечивает получение мелкозернистого строени  металла шва. Пример. Дл  получени  сварочной проволоки изготавливаютс  композиции составов, указанных в табл. 1. Из выплавленных сплавов указанных составов получают сварочную проволоку, котора  используетс  при сварке стали ВНС-16 толщиной 15 мм в предварительно термическиупрочненном состо нии. Сварные соединени  испытываютс  на чувствител ность к трещинам повторного нагрева и сопротивл емость к распространению трещин, а также на стандартные характеристики. При этом определ ют с  - сопротивл емость возникнове ни  трещин повторного нагрева, МПа; - сопротивл емость развитию тре щин при ударных нагрузках, кДж/м; J iO е 6 - предел прочности сварного соединени  при комнатной температуре , МПа; О ц - ударна  в зкость с надрезом радиусом 1 мм, кДж/м. Беретс  среднее не менее трех испы8 таний. Данные испытаний приведены -в табл. 2. Дл  определени  сопротивл емости трещинам повторного нагрева используютс  сварные образцы с надрезом по наплавленному металлу глубиной 1,5 мм и надрезом радиусом в вершине 1 мм. Образцы в специальной печи нагревают 1 ч до заданной температуры и прикладывают изгибающий момент посто нной по времени. За показатель склонности материала к трещинам повторного нагрева принимают минимальное значение напр жений, при котором возникает разрушение. Нар ду с этим провод т испытание в режиме посто нной скорости деформировани , при котором скорость перемещени  крайних точек надреза сварного образца 2510 мм/мин. Момент разрушени  образца фиксируют по рез-, кому спаду кривой диаграммы напр жений -врем  (врем  испытани  6-t2 ч). За показатель сопротивл емости материала трещинам повторного нагрева в этом случае принимают деформационную способность (f - прогиб образца, мм). Как видно из табл. 2,механические и технологические свойства, трещиноустойчивость сварных соединений стали ВНС-16, выполненных предлагаемой проволокой,заметно превосход т показатели соединений, выполненных известным составом сварочной проволоки . Использование предлагаемой сварочной проволоки дл  сварки нержавеющих сталей высокой прочности обеспечивает по сравнению с известньсни возможность эксплуатации сварных конструкций при повышенных до 500°С температурах, повьшгение сопротивл емости трещинам повторного нагрева, увеличение в зкости металла шва и его сопротивл емости развитых трещин при повышенных температурах . Это значительно повышает качество и надежность изделий из указанных материалов и позвол ет достичь значительного экономического эффекта путем снижени  брака при сварке, повьщ1ени  ресурса изделий и расширени  его эксплуатационных возможностей.

Таблица 2.

Claims (2)

СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ преимущественно для сварки нержавеющих сталей в защитной среде, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, редкоземельные металлы, кальций, цирконий, железо, отличающ и йся тем, что, с целью повышения тре- щиноустойчивдсти сварных соединений при повторном нагреве до 500°С, он дополнительно содержит магний и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,03-0,12 Кремний 0,1-0,5 Марганец 0,1-1,0 Хром 10-15 Никель 6-8 Молибден 0,3-1,0 Вольфрам 0,3-1,0 i Редкоземельные металлы 0,01-0,06 Кальций 0,001-0,025 Цирконий 0,001-0,025 ►«» Магний 0,001-^0,025 Бор 0,001-0,003 (/) Железо Остальное при выполнении условий : молибден + + вольфрам = 0,6-1,3; цирконий + + кальций + магний = 0,003-0,07;

1 хром + 3 молибдена + 4 вольфрама + 5 кремния

2 марганца + 3 никеля + 40 углерода

0,6-0,75.