RU1769481C

RU1769481C - Порошковая проволока для наплавки

Info

Publication number: RU1769481C
Authority: RU
Inventors: В.В. Ветер; Г.А. Белкин
Original assignee: Ветер Владимир Владимирович
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1994-08-30

Abstract

Использование: электродуговая наплавка деталей, работающих в условиях термомеханических циклических нагружений. Сущность изобретения: проволока состоит из малоуглеродистой стальной оболочки и шихты. Шихта содержит, мас.% : графит 0,4 - 0,7; феррохром 15,8 - 19,6; ферромолибден 8,1 - 10,3; ферровольфрам 1,1 - 1,8; феррованадий 2,8 - 3,5; ферросилиций 1,3 - 2,1; ферромарганец 1,1 - 1,7; ферротитан 2,4 - 3,4; ферроцерий 1,6 - 2,2; никель 2,8 - 3,8; алюминий 0,9 - 1,2, железо остальное. Изобретение позволяет повысить разгаростойкость наплавленного металла. 2 табл.

Description

Изобретение относится к сварке, в частности к наплавочным материалам, применяемым для электродуговой наплавки деталей, работающих в условиях термомеханического циклического нагружения, например, рабочих валков и роликов станов горячей прокатки, роликов МНЛЗ и др.

Известна порошковая проволока, которая предназначена для износостойкой наплавки изделий, работающих при значительных нагрузках при повышенной температуре, и состоит из оболочки и шихты со следующим содержанием компонентов, мас. %: Феррованадий 0,3-8,0 Молибден 0,4-11,0 Никель 0,3-5,5 Ферроалюминий 0,2-4,0 Ферротитан 0,3-4,5 Феррониобий 0,1-3,0 Азот 0,01-0,4 Углерод 0,1-0,8 Кремний 0,1-3,0 Марганец 5,0-14,0 Хром 2,5-14,0 Вольфрам 0,1-5,5 Оболочка Остальное
Наиболее близким по химическому составу и назначению является изобретение, защищающее шихту порошковой проволоки для износостойкой наплавки деталей, работающих с ударными нагрузками и при повышенных температурах. Шихта содержит, мас. % : Углерод 0,31-0,45 Марганец 1-1,5 Кремний 1,5-2 Хром 3-4 Вольфрам 0,7-1 Ванадий 0,8-1,5 Молибден 1,7-2,5 Титан 0,01-0,03 Алюминий 0,3-0,2 Никель 0,1-0,3 Железо Остальное а также газошлакообразующие компоненты и некоторые добавки.

Металл, наплавленный указанной порошковой проволокой, обладает низкой разгаростойкостью и срок эксплуатации наплавленной детали в условиях циклических термомеханических нагрузок невысок.

Цель изобретения - повышение разгаростойкости наплавленного металла.

Для этого шихта дополнительно содержит ферроцезий, а марганец, кремний, хром, вольфрам, ванадий, молибден и титан введены в виде ферросплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Графит 0,4-0,7 Феррохром 15,8-19,6 Ферромолибден 8,1-10,3 Ферровольфрам 1,1-1,8 Феррованадий 2,8-3,5 Ферросилиций 1,3-2,1 Ферромарганец 1,3-2,7 Ферротитан 2,4-3,4 Ферроцерий 1,6-2,2 Никель 2,8-3,8 Алюминий 0,9-1,2 Железо Остальное причем коэффициент заполнения порошковой проволоки 41%.

Основными компонентами, повышающими разгаростойкость наплавленного металла, являются церий, титан и алюминий. Титан является сильным раскислителем, уменьшает склонность к старению от азота, т.к. активно с ним связывается. Введение в шихту порошковой проволоки ферротитана в количестве 2,4-3,4% сильно замедляет рост зерна, связывает углерод в карбиды, повышает температуру отпуска, что позволяет сохранять твердость в условиях периодического нагрева и охлаждения, также уничтожает столбчатое строение шва и, следовательно, существенно снижает склонность к горячим трещинам.

Алюминий является хорошим раскислителем и его введение предохраняет от окисления редкоземельные металлы. Причем содержание алюминия в порошковой проволоке 0,9-1,2% способствует измельчению зерна. Использование в проволоке ферроцерия 1,6-2,2% при соответствующем содержании никеля, хрома, кремния и молибдена способствует повышению вязкости металла, и его сопротивляемости образованию горячих трещин.

Положительный эффект предлагаемого технического решения заключается в повышении долговечности наплавленных деталей, работающих в условиях термомеханических циклических нагружений.

Ниже приведены примеры конкретного выполнения предлагаемой порошковой проволоки.

Производилось изготовление ряда порошковых проволок различного состава (табл.1) по известной в технике технологии.

Из проволок указанных пяти составов, а также проволоки - прототипа выплавлялись в медной водоохлаждаемой кокиль заготовки диаметром 20 мм и длиной 100 мм. Из заготовок изготовлялись образцы на растяжение (ГОСТ 1497-84) для определения прочности и пластичности. Такие же образцы использовались для определения разгаростойкости, которая определялась следующим образом: головки образца с двух сторон защемлялись в медном приспособлении таким образом, чтобы они при нагреве и охлаждении не могли перемещаться. Нагрев средней части образца до 700^оС осуществляли проходящим током от сварочного трансформатора. Охлаждение до 20^оС производили проточной водой. Время нагрева 5 с, время охлаждения 3 с. Критерием оценки разгаростойкости являлось количество циклов нагрев - охлаждение до образования трещин термической усталости. Результаты исследований приведены в табл.2.

Как видно из данных табл.2, состав N 5 имеет высокую склонность к образованию разгарных трещин из-за высокой твердости и малой пластичности вследствие повышенного содержания углерода и легирующих добавок. Состав N 1 обладает высокой разгаростойкостью, однако его прочность и твердость малы для деталей, испытывающих термомеханические циклические нагружения (рабочие прокатные валки и др.). Материал-прототип обладает удовлетворительными механическими характеристиками, однако низкой разгаростойкостью. Оптимальным из рекомендуемых составов (NN 2-4) является состав N 3, сочетающий высокие механические характеристики с высокой разгаростойкостью.

Технико-экономические преимущества предложенной порошковой проволоки состоит в том, что ее применение позволяет повысить работоспособность наплавленных деталей за счет повышения разгаростойкости наплавленного металла, увеличить производительность оборудования, например прокатного стана, путем уменьшения внеплановых перевалок, повысить качество прокатываемого металла за счет отсутствия отпечатка трещин на поверхности прокатываемого металла.

Claims

ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ НАПЛАВКИ деталей, работающих в условиях термомеханического циклического нагружения, состоящая из малоуглеродистой оболочки и порошкообразной шихты, содержащей графит, марганец, кремний, хром, вольфрам, ванадий, молибден, титан, алюминий, никель, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения разгаростойкости наплавленного металла, шихта содержит дополнительно ферроцерий, а марганец, хром, вольфрам, ванадий, молибден и титан введены в виде ферросплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит 0,4 - 0,7
Феррохром 15,8 - 19,6
Ферромолибден 8,1 - 10,3
Ферровольфрам 1,1 - 1,8
Феррованадий 2,8 - 3,5
Ферросилиций 1,3 - 2,1
Ферромарганец 1,3 - 2,7
Ферротитан 2,4 - 3,4
Ферроцерий 1,6 - 2,2
Никель 2,8 - 3,8
Алюминий 0,9 - 1,2
Железо Остальное
при этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 41%.