SU747657A1 - Состав термитной смеси дл сварки чугуна - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области термитной сварки, в частности к составам термитных смесей, используемых преимущественно дл  сварки чугунного лить . В сварочном производстве широко известны термитные смеси, содержащи в качестве основы алюминий, железную окалину и стальной наполнитель 1 . Из известных термитных смесей наиболее близок к данному составу термитный порошок дл  сварки чугуиов 2j содержащий следующие компоненты, вес%: Алюминий65-75 Железна  окалина 15-25 Графит7-15 Недостатком этого состава  вл етс  то, что при сварке и заварке дефектов лить  из легированных чугунов например, легированных хромом и нике лем, наплавленный им металл не содер жит легирующих элементов и резко отличаетс  по химическому,составу,струк туре, износостойкости, жародтойкости коррозионной стойкости и механическим свойствам от основного металла. Это снижает надежность работы сварных швов отливок в процессе эксплуатации . Заметим, что и другие известные термитные смеси, в том числе и содержащие в качестве легирующих добавок ферросплавы, оказываютс  в этом отношении недостаточно эффективными.. Во-первых, введение в термитную смесь таких добавок как феррохром, никель гранулированный и т.д. снижает содержание в йей активных компонентов (алюмини  и железной окалины ) и соответственно тепловой эффект термитной реакции. Во-вторых, на плавление этих тугоплавких добавок расходуетс  значительна  часть тепла , образующегос  при термитной реакции , что вызывает возможность пo в лени  в наплавленном металле неправаров , волчков, местных рыхлостей, химической неоднородности и других дефектов. К тому же в процессе сварки наблюдаетс  частичное окисление, угар и переход в шлак указанных легирующих элеметнов, из-за чего содержание их в наплавленном металле обычно уменьшаетс . В св зи с тем, что в термитных смес х известных составов отсутствуют модифицирукдцие и ремодифицирующие добавки, различие по структуре и свойствам между наплавленным и основным металлом получаетс  особенно велико при сварке модифицированных се:рых чугунов (MG4) и высокопрочных чугунов с шаровидным графитом () „

Нередко наблюдаютс  случаи отбела наплавленного металла и присутствие в структуре цементитных включений при сварке отливок из серого чугуна; меч, образование цементита, пласти чатого и смешанного графита вместо: шаровидного графита при сварке от .ливок из высокопрочного чугуна ЧИГГ. : В р де случаев затрудн етс  механи;Ческа  обработка сварных швов послб сварки, а также в сварных швах и околошовной зоне могут возникать напр жени  и трещины.

Цель изобретени  - улучшение физико-механических свойств металла шв и одновременно повышение теплообразовани  в процессе сварки.

Дл  достижени  указанной цели в термитную смесь известного состава, содержащую алюминий, железную окалину , графит, дополнительно ввод т окись хрома, окись никел , криолит, компонент, выбранный из группы; цеРЙй , торий и лантан, магний-кальцийжелезо-кремниевую лигатуру. При этом содержание всех указанных ингредиентов должно быть в следующих соотношени х , вес.%:

Алюминий20-26

Графит4-8

Криолит - 0,8-4,0 Окись хрома2-14

Окись никел 2-15

Магний-кальцийжелезо-кремниева  0,7-3,5

лигатура

Компонент, выбранный из группы: церий, торий, лантан 0,05-0,1 Железна  окалина Остальное Пример. Дл  сравнен;;  с тер митным порошком известного состава были .изготовлены три термитные смеси: смеси А и В с граничным содержанием компонентов и смесь С промежуточного состава, близкого к оптималь ному.

Состав смеси А, вес.%: алюминий20 , графит-8, криолит-4, окись хрома14 , окись никел -15, магний-кальцийжелезо-кремниева  лигатура-З,5, церий-0 ,1 и железна  окалина-35,4.

Состав смеси В, вес.%:алюминий-2€ графит-4, криолит-0,8, окись хрома-2 окись никел -2, магний-кальдий-железо-кремниева  лигатура-0,7,церий-0,05 и железна  окалина-64,45,

Состав смеси С, вес.%: алюминий-2 графит-6, криолит-2,4, окись хрома-8, окись никел -8,5, маГний-кальций-железо-кремниева  лигатура-2,1, церий0 ,075 и железна  окалина-49,025.

В таблице даны характеристики известной и указанных смесей.

Как видно из таблицы, термитна  смеешь известного состава может примен тьс  только при сварке нелегированных и немодифицированных чугунов.

Введение в предложенные термитные смеси окиси хрома и окиси никел  не только увеличивают их кислородный баланс и повышение теплообразовани , но и обеспечивает легирование термитного металла хромом и никелем при их. вбсстановлении из окислов по соответствующим экзотермическим реак

ци м с алюминием, :с.е. .без применени  ферросплавов. При этом, измен   содержание окислов хрома и окислов никел  и соотношение между ними в смеси,можно регулировать концентрации хрома и никел  в наплавленном металле.

Claims (2)

1. При использовании смеси В cyNEviapное содержание хрома и никел  в наплавленном металле невелико (2,6%),. что указывает на целесообразность ее применени  дл  сварки чугунов повышенной прочности СЧ-24-44, СЧ-28-48 и. некоторых жаростойких чугунов (например , отливки форм дл  лить , реторты , цементационные горшки и т.д.) Смесь А обеспечивает самое высокое суммарное содержание в наплавленном металле хрома и никел  (19,1%) и пригодна главным образом при сварке отливок из высоколегированных коррозион ностойких чугунов, например, лить  дл химического машиностроени . При сварк чугунов с низким и средним содержанием хрома и никел  в состав А следует дополнительно вводить железную обсечку . Смесь С на14более универсальна и им ет лучший маркировочный коэффициент. Она может быть рекомендована дл  свар ки широкой номенклатуры отливок из ни колегированного и среднелегированного чугуноз. Из таблицы видно, что по величине теплообразовани  оптимальной  вл етс  смесь В. Большим преимуществом данной термитной смеси по сравнению с известной  вл етс  то, что она может примен тьс  при сварке высокопрочных чугунов с шаровидной формой графита. При этом в качестве модификатора в смесь ввод  лигатуру, содержащую 6% магни , 57% кремни , 22% кальци  и 15% железа . Использование модификатора в виде лигатуры по сравнению с введением в смесь отдельных модифицирующих добавок магни , ферросицили , силикокальци  и т.д. обеспечивает более равномерное усвоение модификатора по объему наплавленного металла и повышает эффект сфероидизации графита. Кроме того, дл  устранени  вли ни  демодифицирующих факторов (избытка магни , алюмини , серы и др.) в смесь ввод т компонент выбранный из груп- пы: церий, торий, лантан в количестве 0,05-0,1%. Существенном  вл етс  также то, что цанна  термитна  смесь обеспечивает снижение затрат-, св занных со сваркой , поскольку легирование наплавленного металла хромом и никелем достигаетс  без включени  в состав феррогсплавов . Формула изобретени  Состав термитной смеси дл  сварки чугуна,содержащий алюминий,графит и железную окалину,о т л и ч а ю щ и йс   тем, что, с целью улучшени  физико-механических свойств металла шва, он дополнительно содержит криолит, окись хрома, окись никел , компонент, выбранный-из группы; церий, торий и лантан, магний-кальций-железо-кремниевую лигатуру, при следующем соотношении компонентов, ве-с.%: Алюминий20-26 Графит4-8 Криолит0,8-4 Окись хрома2-14 Окись никел 2-15 Компонент, выбранный из группы: церий, торий и лантан 0,05-0,1 Магний-кальций-железокремниева  лигатура 0,7-3,5 Железна  окалина Остальное Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Науменко В. С. Термитна  сварка рельсов, М., Изд. литературы по троительству, 1969, 66-8.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 508362, кл. В 23 К 23/00, 1973 (про.тотип) .