DD284830A5

DD284830A5 - WELDING ADDITIVE MATERIAL FOR CAST IRON ALLOYS WITH AUSTENITIAN CIRCULAR MATERIAL AND GLOBULAR GRAPHITE

Info

Publication number: DD284830A5
Application number: DD32942789A
Authority: DD
Inventors: Roland Woldrich; Karin Steiger; Erich Schoentube
Original assignee: Veb Gisag,Stammbetrieb Des Veb Kombinat Baukema,Dd
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1990-11-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schweiszzusatzwerkstoff fuer das Reparatur- und Ausbesserungsschweiszen von Guszstuecken aus Guszeisenlegierungen mit austenitischer Gefuegegrundmasse und Globulargraphit. Diese Guszeisenlegierungen sind insbesondere einsetzbar auf dem Gebiet der Elektrotechnik, des Kraftwerksanlagenbaues sowie im Schiffbau. Der Schweiszzusatzwerkstoff besteht aus * Kohlenstoff; * Silizium; * Mangan; 0,060% Phosphor; 0,020% Schwefel; * Chrom; 19,0-22,0% Nickel; * Kupfer; 0,17-0,20% Molybdaen; 0,19-0,21% Niob; 0,12-0,15% Magnesium; Rest Eisen.{Schweiszzusatzwerkstoff; Schweiszen; Guszeisen; Gefuegegrundmasse, austenitische; Globulargraphit; Silizium; Mangan; Phosphor; Schwefel; Chrom; Nickel; Kupfer; Molybdaen; Niob; Magnesium}The invention relates to a Schweiszzusatzwerkstoff for the repair and repair of Guszstuecken cast iron alloys with austenitic Gefuegegrundmasse and Globulargraphit. These cast iron alloys are particularly applicable in the field of electrical engineering, power plant construction and shipbuilding. The weld additive consists of * carbon; * Silicon; * Manganese; 0.060% phosphorus; 0.020% sulfur; * Chrome; 19.0-22.0% nickel; * Copper; 0.17-0.20% molybdenum; 0.19-0.21% niobium; 0.12-0.15% magnesium; Remainder iron. {Addition of welding material; Schweiszen; Guszeisen; Structural matrix, austenitic; Globulargraphit; Silicon; Manganese; Phosphorus; Sulfur; Chrome; Nickel; Copper; Molybdenum; Niobium; Magnesium}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Schweißzusatzwerkstoff für das Reparatur- und Ausbesserungsschweißen von Gußstücken aus Gußeisenlegierungen mit austenitischer Gefügegrundmasse und Gtobulargraphit. Diese Gußeisenlegierungen sind insbesondere einsetzbar auf dem Gebiet der Elektrotechnik, des Kraftwerksanlagenbaues sowie im Schiffbau.The invention relates to a filler metal for the repair and repair welding of cast iron alloy castings with austenitic matrix matrix and gtobular graphite. These cast iron alloys are particularly useful in the field of electrical engineering, power plant construction and shipbuilding.

Characteristic of the known technical solutions

Das Schweißen von austenitischen Gußwerkstoffen mit gezielt eingestellten Werkstoffeigenschaften bedarf einer sorgfältigen Auswahl der einzusetzenden Zusatzwerkstoffe, um die spezifischen und speziellen Eigenschaften des zu schweißenden austenitischen Grundwerkstoffes, wie z. B. Nichtmagnetisierbarkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit oder hohe dynamische Belastbarkeit auch im Schweißgut zu realisieren.The welding of austenitic cast materials with targeted material properties requires careful selection of the filler materials to be used to the specific and specific properties of the welded austenitic base material, such. B. non-magnetisability, high corrosion resistance or high dynamic load capacity also in the weld metal to realize.

Aus „Schweißen und Schneiden" Heft 2/1978, S.48-53, ist es bekannt, zum Schweißen von austenitischem Gußeisen mit Globulargraphit Reinnickel-oder NiFe-Legierungen mit 50-60% Ni zu verwenden. In „Konstruieren und Gießen" Heft 1/1978, S. 20-27, wird für das Schweißen von Gußeisen mit austenitischer Gefügegrundmasse und Globulargraphit ein Zusatzwerkstoff auf der Basis von hochlegierten austenitischen Stählen, wie z. B. X12 CrNi 25 20 oder X15 CrNiMn 188, beschrieben. Zur Erzielung der gleichen Kugelgraphitstruktur im Schweißgut wie im zu schweißenden Grundwerkstoff wird in der DE-AS2111012 vorgeschlagen, ein Calcium und Barium aufweisendes Gußeisen als Zusatzwerkstoff einzusetzen.From "Welding and Cutting", Issue 2/1978, pp. 48-53, it is known to use pure nickel or NiFe alloys of 50-60% Ni for welding austenitic cast iron with globular graphite in "construct and pour" booklet 1/1978, p 20-27, is for the welding of cast iron with austenitic matrix matrix and Globulargraphit a filler material based on high-alloy austenitic steels, such. B. X12 CrNi 25 20 or X15 CrNiMn 188 described. To achieve the same nodular graphite structure in the weld metal as in the base material to be welded, it is proposed in DE-AS2111012 to use cast iron having calcium and barium as the filler material.

Bei allen genannten Zusatzwerkstoffen ist es von Nachteil, daß sich nach dem Schweißvorgang im Schweißgut kein vollständig austenitisch-stabiles Gefüge mit gleicher Kugelgraphitstruktur wie im zu schweißenden Grundwerkstoff ausbildet bzw. ausbilden kann. Darüber hinaus verschlechtern sich im Schweißgut die gewünschten spezifischen Werkstoffeigenschaften. Auch ist die Herstellung der Zusatzwerkstoffe teilweise mit hohem materiellen und finanziellen Aufwand verbunden.In the case of all mentioned additional materials, it is disadvantageous that after the welding process in the weld metal, no completely austenitic-stable microstructure with the same nodular graphite structure as in the base material to be welded can be formed or formed. In addition, the desired specific material properties deteriorate in the weld metal. Also, the production of filler materials is sometimes associated with high material and financial costs.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schweißzusatzwerkstoffes für das Schweißen von Gußeisen mit austenitischem Grundgefüge und Globulargraphit, der geeignet ist, qualitativ hohen Anforderungen zu genügen und dessen Herstellung mit vertretbarem materiellen und finanziellen Aufwand erfolgen kann.The aim of the invention is to provide a filler metal for welding cast iron with austenitic basic structure and Globulargraphit, which is suitable to meet high quality requirements and its production can be done with reasonable material and financial costs.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweißzusatzwerkstoff für das Schweißen von Gußeisen mit austenitischer Gefügegrundmasse und globularer Graphitstruktur bereitzustellen, der ein Schweißgut ermöglicht, das nichtmagnetisierbar, dynamisch hochbelastbar und korrosionsbeständig, insbesondere gegenüber dem Angriff von Meerwasser, ist sowie weitgehend die gleiche austenitisch-stabile Gefügestruktur mit Globulargraphit nach beendetem Schweißvorgang wie der zu schweißende Grundwerkstoff aufweist.The invention has for its object to provide a filler metal for welding cast iron with austenitic microstructure and globular graphite structure, which allows a weld material that is non-magnetizable, dynamic high load capacity and corrosion resistant, especially against the attack of seawater, and largely the same austenitic-stable Structure with Globulargraphit after welding completed as the base material to be welded.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schweißzusatzwerkstoff aus 2,7-3,1 %C; 2,3-2,5% Si; 1,7-1,9% Mn; <0,065% P; <0,020% S; 1,8-2,1 % Cr; 19,0-22,0% Ni; 2,0-2,3% Cu; 0,17-0,20% Mo; 0,19-0,21 % Nb; 0,12-0,15% Mg; Rest Fe besteht.According to the invention, the object is achieved in that the welding filler of 2.7-3.1% C; 2.3-2.5% Si; 1.7-1.9% Mn; <0.065% P; <0.020% S; 1.8-2.1% Cr; 19.0-22.0% Ni; 2.0-2.3% Cu; 0.17-0.20% Mo; 0.19-0.21% Nb; 0.12-0.15% Mg; Rest Fe exists.

Vorzugsweise enthält der Schweißzusatzwerkstoff 3,0% C; 2,40% Si; 1,80% Mn; 0,050% P; 0,015% S; 1,9% Cr; 21,0% Ni; 2,1 % Cu; 0,19% Mo; 0,20% Nb; 0,13% Mg; Rest Fe.Preferably, the filler metal contains 3.0% C; 2.40% Si; 1.80% Mn; 0.050% P; 0.015% S; 1.9% Cr; 21.0% Ni; 2.1% Cu; 0.19% Mo; 0.20% Nb; 0.13% Mg; Rest Fe.

Dadurch besitzt der Schweißzusatzwerkstoff eine austenitische Gefügestruktur mit Globulargraphit. Des weiteren erhält er dadurch einen Mg-Anteil, der deutlich den normalerweise üblichen Grenzwert für austenitisches GGG übersteigt, so daß beim späteren Abschmelzen des Zusatzwerkstoffes während des Schweißvorganges trotz Abbrand eine für die globulare Graphitausbildung ausreichende Menge Magnesium im Schweißgut verbleibt. Bei Verwendung eines derartigen Schweißzusatzwerkstoffes weist das Schweißgut nach dem Schweißvorgang die gleichen speziellen und spezifischen Eigenschaften, z. B. Nichtmagnetisierbarkeit, hohe dynamische Belastbarkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit, wie der geschweißte austenitische Grundwerkstoff auf. Des weiteren ist die Gefahr der Rißbildung im und um das Schweißgut vollständig beseitigt.As a result, the filler metal has an austenitic microstructure with globular graphite. Furthermore, he receives thereby a Mg content that exceeds the normal usual limit for austenitic GGG, so that during the subsequent melting of the filler material during the welding process despite burning remains sufficient for the globular graphite formation amount of magnesium in the weld metal. When using such a filler metal welding material has the same special and specific properties after the welding process, eg. B. non-magnetisability, high dynamic strength and high corrosion resistance, such as the welded austenitic base material on. Furthermore, the risk of cracking in and around the weld metal is completely eliminated.

Ausführungsbeispielembodiment

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Für den Schweißzusatzwerkstoff wurde von einer im basischen Lichtbogenofen erschmolzenen Charge der Werkstoffmarke GGG-X260 NiCuCr 1811 eine Teilmenge abgetrennt und mit 1,1-1,3% NiMg-Vorlegierung nach der Tauchglockenmethode behandelt. Anschließend erfolgte eine Impfung der Teilmenge mit 0,67% aluminiumfreiem FeSi 75. Danach wurde die Teilmenge in Grünsandformen zu Stäben vergossen.For the filler metal, a partial quantity was separated from a batch of material brand GGG-X260 NiCuCr 1811 melted in a basic arc furnace and treated with 1.1-1.3% NiMg master alloy according to the dipping bell method. This was followed by inoculation of the subset with 0.67% aluminum-free FeSi 75. Thereafter, the subset was poured into rods in green sand forms.

Der Schweißzusatzwerkstoff erhielt dadurch eine austenitische Gefügegrundmasse mit Globulargraphit und wies folgende Zusammensetzung auf:The filler metal thereby obtained an austenitic matrix matrix with globular graphite and had the following composition:

3,0% C; 2,40% Si; 1,80% Mn; 0,050% P; 0,015% S; 1,9% Cr; 21,0% Ni; 2,1 % Cu; 0,19% Mo; 0,20% Nb; 0,13% Mg; Rest Fe.3.0% C; 2.40% Si; 1.80% Mn; 0.050% P; 0.015% S; 1.9% Cr; 21.0% Ni; 2.1% Cu; 0.19% Mo; 0.20% Nb; 0.13% Mg; Rest Fe.

Der Zusatzwerkstoff wurde zum Verschweißen von Lunkern an Gehäusen für Kreiskolbenpumpen zur Förderung von Meerwasser aus GGG-X260NiCuCr1811 eingesetzt, wobei das Schweißen mittels Gasschmelzschweißverfahren erfolgte.The filler material was used to weld blowholes to housings for rotary lobe pumps for the extraction of seawater from GGG-X260NiCuCr1811, using welding by means of gas fusion welding.

Im und um das Schweißgut waren keine Risse feststellbar. Des weiteren wurden folgende Werkstoffeigenschaften im Schweißgut ermittelt:There were no cracks in and around the weld metal. Furthermore, the following material properties were determined in the weld metal:

Zugfestigkeittensile strenght °m° m = 384MPa= 384MPa Dehngrenzeyield strength Ro,2Ro, 2 = 208Mpa= 208Mpa Dehnungstrain A₁₀ A ₁₀ = 8,1%= 8.1% Härte HB 5/750Hardness HB 5/750 = 162= 162 Permeabilitätpermeability Prpr = 1,45= 1.45

Vorteilhaft sind bei der Erfindung:Advantageous in the invention are:

- die Möglichkeit der Gewinnung des Zusatzwerkstoffes aus dem Werkstoff der zu schweißenden Teile,the possibility of obtaining the filler material from the material of the parts to be welded,

- die einfache Herstellung,- the simple production,

- die Möglichkeit der Selbstherstellung durch den Anwender,- the possibility of self-production by the user,

- die Einsparung kostenintensiver Legierungselemente.- The saving of costly alloying elements.

Claims

A filler metal filler for austenitic aggregate and globular graphite cast iron alloys, characterized in that it consists of 2.7-3.1% C; 2.3-2.5% Si; 1.7-1.9% Mn; <0.065% P; <0.020% S; 1.8-2.1% Cr; 19.0-22.0% Ni; 2.0-2.3% Cu; 0.17-0.20% Mo; 0.19-0.21% Nb; 0.12-0.15% Mg; Rest Fe exists.

2. filler metal according to claim 1, characterized in that this preferably from 3.0% C; 2.40% Si; 1.80% Mn; 0.050% P; 0.015% S; 1.9% Cr; 21.0% Ni; 2.1% Cu; 0.19% Mo; 0.20% Nb; 0.13% Mg; Rest Fe exists.