CS208376B1

CS208376B1 - Svarový kov

Info

Publication number: CS208376B1
Application number: CS58478A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Purmensky; Vaclav Foldyna
Original assignee: Jaroslav Purmensky; Vaclav Foldyna
Priority date: 1978-01-30
Filing date: 1978-01-30
Publication date: 1981-09-15

Description

Vynález se týká svarového kovu pro ruční a automatické obloukové svařování strojních součástí, jako desek, výkovků nebo trub o síle stěny do 60 mm, které jsou vyrobeny jednak z nízkolegovaných chrommolybdenových nebo chrommolybdenvanadových žárupevných ocelí a jednak z feritických ocelí na bázi 8 až 13 % hmotnostních chrómu.

Je známo svařování strojních součástí, které jsou vyrobeny z nízkolegovaných chrommolybdenových nebo chrommolybdenvanadových ocelí se strojními součástmi z feritických ocelí na bázi 8 až 13 % hmotnostních chrómu, a to přímé svařování bez podložní vrstvy nebo s použitím podložní vrstvy s obsahem 2,5 % chrómu, 0,8 % molybdenu, 0,5 % vanadu a 0,5 % niobu, zbytek železo a obvyklé příměsi na straně strojní součásti s vyšším obsahem chrómu a s následující výplní svarového kovu na bázi 0,5 % chrómu, 0,5 % molybdenu a 0,3 % vanadu. Přídavným materiálem je přitom obalená elektroda na bázi 5 % chrómu a 1 % molybdenu. Nevýhodou takto vyrobených spojů je pokles žárupevných vlastností svarového kovu, který degraduje relativně vysokou žárupevnost obou strojních součástí z uvedených typů ocelí. Proto je použití strojních součástí na bázi 8 až 13 % chrómu pro svařované dílce energetických a podobných zařízení vyloučeno.

Předložený vynález odstraňuje tento dosavadní nedostatek stavu techniky. Týká se svarového kovu podle vynálezu pro obloukové svařování strojních součástí, jako desek, výkovků nebo trub o síle stěny do 60 mm, vyrobených z nízkolegovaných chrommolybdenových nebo chrommolybdenvanadových ocelí o chemickém složení 0,08 až 0,22 % uhlíku, 0,35 až 1,50 % manganu, 0,15 až 0,50 % křemíku, stopy až 0,040 % fosforu, stopy až 0,040 % síry, 0,30 až 2,60 % chrómu, 0,25 až 1,20 % molybdenu, stopy až 0,3 % niklu a případně 0,15 až 0,80 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi, s obdobnými strojními součástmi z modifikovaných chrommolybdenových nebo chrommolybdenvanadových feritických ocelí o chemickém složení 0,08 až 0,25 % uhlíku, 0,35 až 1,60 % manganu, 0,15 až 0,50 % křemíku, stopy až 0,040 % fosforu, stopy až 0,040 % síry, 8,0 až 13,0 % chrómu, 0,50 až 1,50 % molybdenu, stopy až 0,3 % niklu a případně stopy až 0,50 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi. Podstatou vynálezu je, že svarový kov obsahuje 0,05 až 0,15 % uhlíku, 0,4 až 1,0 % manganu, 0,20 až 0,60 % křemíku, stopy až 0,040 % fosforu, stopy až 0,040 % síry, 2,0 až 4,0 % chrómu, 0,2 až 1,0 % molybdenu, 0,2 až 0,8 % vanadu a stopy až 0,3 % niklu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi.

Obloukové svařování obalenými elektrodami na bázi 5 % chrómu a 1 % molybdenu se provádí za teploty předehřátí 250 až 300 °G. Po provedení krycích vrstev se svařenec ponechá na teplotě předehřátí po dobu 1 až 3 hodin, načež se ochladí na vzduchu na teplotu 50 až 150 °C a popustí na teplotu 680 až 760 °C. Tak se získají svarové spoje až do tlouštěk stěny strojních součástí 60 mm bez pbdložních vrstev, přičemž žárupevnost svarového spoje odpovídá žárupevnosti strojní součásti z aízkolegované oceli na jedné straně svarového spoje. Svarový kov podle vynálezu odstraňuje strukturní nestabilitu heterogenních svarových spojů při zajištění jejich vysoké žárupevnosti. Při jeho použití se současně dosáhne jak vysoké žárupevnosti svarového kovu, tak rovněž vysoké strukturní stability heterogenního svarového spoje, což společně zaručuje vysokou žárupevnost heterogenních svarových spojů jako celku.

Svarový kov na bázi 3 % Cr — 0,5 % Mo - 0,5 % V, jehož použití se navrhuje podle vynálezu, byl použit jako svarový spoj parovodních trubek o průměru 377 mm a síle stěny 42 mm, kde svarový spoj byl proveden mezi chrommolybdenvanadovými trubkami a trubkami s 12 % obsahem chrómu. Na jedné straně svarového spoje byly použity ocelové trubky o chemickém složení 0,15 uhlíku, 0,54 % manganu, 0,28 % křemíku, 0,014 % fosforu, 0,016 % síry, 0,66 % chrómu, 0,47 % molybdenu, 0,15 % niklu a 0,31 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi a na druhé straně svarového spoje byly použity ocelové trubky o chemickém složení 0,22 % uhlíku, 0,97 % manganu, 0,49 % křemíku, 0,020 % fosforu, 0,012 % síry, 11,24 % chrómu, 1,00% molybdenu, 0,20% niklu a 0,34 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi. Jako přídavného materiálu bylo použito obalených elektrod pro ruční obloukové svařování, které dávaly při charakteristikách příkonu oblouku 9,0 až 12,0 kJ/cm svaru a při průměru elektrody 4 mm svarový kov o chemickém složení 0,09 % uhlíku, 0,63 % manganu, 0,21 % křemíku, 0,015 % fosforu, 0,011 % síry, 3,27 % chrómu, 0,56 % molybdenu, 0,16 % niklu a 0,44 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi. Postup svařování spočíval v tom, že po slícování návarových hran trubek byly trubky předehřátý na teplotu 250 °C a ručně sestehovány elektrodou o průměru 2 mm. Po očištění stehů byl svar vyplněn elektrodami o průměrech 3,15 mm a 4 mm. Po nanesení krycích vrstev byla teplota ohřátých trubek udržována na hodnotě 250 °C po dobu 2 hodin. Svařence pak byly ochlazeny v izolačním zábalu na teplotu 100 °C a popuštěny v rozmezí teplot 700 až 720 °C po dobu 3 hodin s následujícím volným ochlazením na vzduchu, Svarový spoj vykázal při teplotě okolí tyto mechanické hodnoty: mez kluzu v tahu o_Kt = 476 MPa mez pevnosti v tahu Op, = 612 až 613 MPa, tažnos na krátké tyči o₅ = 16,4 až 16,0 %, kontrakc ψ = 65 % a vrubovou houževnatost na tyči s 3 mn vrubem R = 150 až 169 J/cm². Douhodobé žíhání spoje při teplotě 700 až 650 °C po dobu 1000 h prokázalo dobrou stabilitu struktury v ostrém ; přechodu i v tepelně ovlivněné zóně na obou stranách svarového spoje. Žáropevné vlastnosti uvedeného svarového spoje odpovídají mezi pevnosti při tečení homogenních svarových spojů na bázi 0,5 % C — 0,5 % Mo — 0,5 % V, které jsou svařovány svarovým kovem o chemickém složení 0,06 % uhlíku, 0,75 % manganu, 0,18 % křemíku, 0,016 % fosforu, 0,030 % síry, 0,69 % chrómu, 0,50 % molybdenu, 0,10 % niklu a 0,28 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi.

Dalším příkladem použití svarového kovu podle vynálezu je svarový spoj ocelových parních trub o průměru 377 mm a síle stěny 42 mm, vyrobených z oceli o chemickém složení 0,14 % uhlíku, 0,44 % manganu, 0,21 % křemíku, 0,015 % fosforu, 0,015 % síry, 2,22 % chrómu, 0,92 % molybdenu, 0,15 % niklu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi, s ocelovými parovodními troubami týchž rozměrů o chemickém složení 0,22 % uhlíku, 0,97 % manganu, 0,49 % křemíku, 0,020 % fosforu, 0,012 % síry, 11,24 % chrómu, 1,00 % molybdenu, 0,20 % niklu a 0,34 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo a obvyklé příměsi. Jako přídavného materiálu bylo použito obalových elektrod pro ruční obloukové svařování, které dávaly při charakteristikách tepelného příkonu oblouku 9,0 až 12,0 kJ/cm svaru a při průměru elektrody 4 mm svarový kov o chemickém složení 0,09 % uhlíku, 0,63 % manganu, 0,21 % křemíku, 0,015 % fosforu, 0,011 % síry, 3,27 % chrómu, 0,56 % molybdenu, 0,16 % niklu a 0,44 % vanadu, zbytek železo a obvyklé nečistoty. Postup svařování byl shodný jako v předchozím příkladu provedení. Svarový spoj vykázal při teplotě okolí tyto mechanické hodnoty: mez kluzu v tahu o_Kt= 517 až 513 MPa, mez pevnosti v tahu o_Pt = 637 až 633 MPa, tažnost na krátké tyči o₅ = 16,2 až 17,0 %, kontrakci ψ = 68 až 69 % a vrubovou houževnatost na tyči s 3 mm vrubem R = 196 až 200 J/cm². Dlouhodobé žíhání spoje při teplotě 700 až 650 °C po dobu 1000 h prokázalo dobrou stabilitu struktury v ostrém přechodu i v tepelně ovlivněné zóně na obou stranách svarového spoje. Žárupevné vlastnosti svarového spoje odpovídají' mezi pevnosti při tečení homogenních svarových spojů oceli na bázi 2,25 % Cr — 1 % Mo, které byly svařeny svarovým kovem o chemickém složení 0,09 % uhlíku, 0,53 % manganu, 0,30 % křemíku, 0,026 % fosforu, 0,029 % síry, 2,24 % chrómu, 0,90 % molybdenu a 0,09 % niklu, zbytek železo a obvyklé nečistoty.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU |

Svarový kov pro obloukové svařování strojních j součástí, jako desek, výkovků nebo trub o síle stěny i do 60 mm, vyrobených z nízkolegovaných chrommolybdenových nebo chrommolybdenvanadových ocelí o chemickém složení 0,08 až 0,22 % uhlíku, 0,35 až 1,50 % manganu, 0,15 až0,50 % křemíku, stopy až 0,040 % fosforu, stopy až 0,040 % síry, 0,30 až 2,60 % chrómu, 0,25 až 1,20 % molybdenu, stopy až 0,3 % niklu a případně 0,15 až 0,80 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo, s obdobnými strojními součástmi z modifikovaných chrommolybdenových nebo chrommolybdenvanadových feritických ocelí o chemickém složení 0,08 až 0,25 % uhlíku, 0,35 až 1,60 % manganu, 0,15 až 0,50 % křemíku, stopy až 0,040 % fosforu, stopy až 0,040 % síry, 8,0 až 13,0 % chrómu, 0,50 až 1,50 % molybdenu, stopy až 0,3 % niklu a případně stopy až 0,50 % vanadu, vyjádřeno v procentech hmotnostních, zbytek železo, vyznačený tím, že obsahuje 0,05 až 0,15 % uhlíku, 0,4 až 1,0 % manganu, 0,20 až 0,60 % křemíku, stopy až 0,040 % fosforu, stopy až 0,040 % síry, 2,0 až 4,0 % chrómu, 0,2 až 1,0 % , molybdenu, 0,2 až 0,8 % vanadu a stopy až 0,3 % ' niklu vyjádřeno v procentech hmotnostních, zby- | tek železo.