RU204457U1 - Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок - Google Patents

Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок Download PDF

Info

Publication number
RU204457U1
RU204457U1 RU2020137506U RU2020137506U RU204457U1 RU 204457 U1 RU204457 U1 RU 204457U1 RU 2020137506 U RU2020137506 U RU 2020137506U RU 2020137506 U RU2020137506 U RU 2020137506U RU 204457 U1 RU204457 U1 RU 204457U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hardness
continuous casting
surfacing
rollers
nominal diameter
Prior art date
Application number
RU2020137506U
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Павлович Вечеринин
Игорь Витальевич Сусеков
Михаил Анатольевич Баранов
Николай Сергеевич Журавлев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АСМ Группа"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АСМ Группа" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АСМ Группа"
Priority to RU2020137506U priority Critical patent/RU204457U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU204457U1 publication Critical patent/RU204457U1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к сварочным материалам и может быть использована для упрочняющей наплавки рабочих поверхностей роликов машин непрерывного литья заготовок. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки с номинальным диаметром до 5 мм и порошкообразного наполнителя. Наполнитель содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод 0,01-0,20; марганец ≤2,0; кремний ≤1,0; хром 11,0-16,0; никель 1,0-5,0; молибден 0,5-3,0; ванадий 0,1-1,0; вольфрам 0,1-2,0; азот 0,05-0,2; кобальт 0,1-3,0; ниобий 0,1-1,0; сера ≤0,03; фосфор ≤0,03; титан ≤0,5; железо и примеси - остальное. Порошковая проволока обеспечивает повышение качества наплавленного металла, а именно, таких механических свойств как твердость и прочность на разрыв. 1 ил., 1 табл.

Description

Полезная модель относится к сварочным материалам и может быть использована для упрочняющей наплавки рабочих поверхностей роликов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Ролики, используемые в МНЛЗ, являются объектом интенсивного воздействия со стороны металла слитка и окружающей среды. Износ в форме абразивного и адгезионного в сочетании с высокотемпературным окислением и коррозией, является причиной разрушения рабочей поверхности роликов которое проявляется в виде износа поверхностного слоя и образования трещин разгара. В ходе взаимодействия ролика со слябом наблюдается также усталостное разрушение. Исключительно жесткие условия нагружения роликов заставляет производителей искать новые материалы для восстановления роликов.
Традиционным способом упрочнения рабочей поверхности роликов является электродуговая наплавка. На ролики воздействуют разнообразные виды разрушающих факторов, поэтому требования к материалу для наплавки роликов высокие, а именно, максимальная температурная устойчивость против отпуска т.к. поверхность ролика нагревается до 700°С, высокая коррозионная стойкость и теплостойкость, сопротивление зарождению и развитию усталостных трещин, высокий уровень стандартных механических свойств, в том числе и твердости после отпуска (300-700°С), соответствие коэффициентов термического расширения материала роликов и наплавленного слоя.
Известна наплавочная лента, у которой отношение ее толщины к ширине находится в пределах 0,002-0,08 при следующем содержании компонентов в ленте, мас. %: углерод 0,23-0,40; кремний 0,20-1,50; марганец 0,20-1,50; хром 3,00-9,00; никель 0.10-2,00; молибден 0,10-2,50; ванадий 0,10-1,50; вольфрам 0,10-2,50; железо-остальное (Патент на полезную модель №47276, МПК В23К 35/30, опубл. 27.08.2005 г.).
Недостатком данного технического решения является химический состав материала, из которого выполнена наплавочная лента, а именно, отсутствие в составе материала таких элементов, как кобальт, ниобий, титан приводит к снижению следующих качественных показателей наплавленного слоя ролика: жаропрочность, прочность, твердость и пластичность.
Известен материал для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок открытой или закрытой дугой, который содержит, мас. %: углерод 0,01-0,07, марганец до 2,0, кремний до 1,0, хром 11-16, никель 3,0-5,0, молибден 1,0-2,5, ванадий 0,1-1,0, вольфрам 0,1-1,0, азот 0,05-0,2, кобальт до 2,0, ниобий 0,1-1,0, сера и фосфор 0,03 max, железо -остальное (Патент №2378096, МПК В23К 35/30, опубл. 10.01.2008 г.).
Недостатком данного материала является недостаточное содержание в нем следующих элементов: углерода, никеля, молибдена, вольфрама, кобальта и отсутствие титана для обеспечения требуемых показателей по жаропрочности, прочности, твердости, сопротивлению к окислению и газовой коррозии, абразивному износу.
Известна наиболее близкая к предложенной шихта порошковой проволоки, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод 0,5-1,5, марганец 1,87-3,43, кремний 1,25-3,13, хром 6,87-10,94, молибден 0,1-0,5, вольфрамсодержащий концентрат 43,89-57,56, ванадий 0,62-1,25, алюминий 0,1-0,15, никель 0,01-0,6, кобальт 0,01-0,5, пыль электрофильтров алюминиевого производства 0,5-10, железо - остальное (Патент №2661126, МПК В23К 35/36, В23К 35/368, опубл. 11.07.2018 г.).
Недостатком известной проволоки является присутствие в ней недостаточного количества хрома, никеля и молибдена, а также отсутствие ниобия, титана и азота для обеспечения заданных показателей по прочности, стойкости к коррозии, жаростойкости, твердости и пластичности наплавленного слоя.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение качества наплавленного металла, а именно, таких механических свойств как твердость и прочность на разрыв.
Поставленная техническая задача достигается тем, что порошковая проволока для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок, состоящая из стальной оболочки с номинальным диаметром до 5 мм и порошкообразного наполнителя, содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:
Углерод 0,01-0,20
Марганец ≤2,0
Кремний ≤1,0
Хром 11,0-16,0
Никель 1,0-5,0
Молибден 0,5-3,0
Ванадий 0,1-1,0
Вольфрам 0,1-2,0
Азот 0,05-0,2
Кобальт 0,1-3,0
Ниобий 0,1-1,0
Сера ≤0,03
Фосфор ≤0,03
Титан ≤0,5
Железо и примеси остальное
На Фиг. 1 представлена конструкция порошковой проволоки для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок, состоящая из стальной оболочки 1 с номинальным диаметром D до 5 мм и порошкообразного наполнителя 2, содержащего следующее соотношение компонентов, мас. %:
Углерод 0,01-0,20
Марганец ≤2,0
Кремний ≤1,0
Хром 11,0-16,0
Никель 1,0-5,0
Молибден 0,5-3,0
Ванадий 0,1-1,0
Вольфрам 0,1-2,0
Азот 0,05-0,2
Кобальт 0,1-3,0
Ниобий 0,1-1,0
Сера ≤0,03
Фосфор ≤0,03
Титан ≤0,5
Железо и примеси остальное
Стальная оболочка 1 выполнена из низкоуглеродистой стали марки 08пс с содержанием элементов: углерод 0,05-0,11%, кремний 0,05-0,17%, марганец 0,35-0,65%, хром не более 0,10%. По сравнению с известными химическими составами порошкообразного наполнителя порошковой проволоки увеличение содержания никеля и молибдена повышают жаростойкость, твердость и прочность наплавленного слоя металла, введение титана и увеличение содержания вольфрама и кобальта повышают прочность, жаростойкость и твердость, металл менее подвержен коррозии, обладает лучшей вязкостью, повышается сопротивление наплавленного слоя к окислению и газовой коррозии.
Таким образом, для повышения качества наплавленного металла, а именно, таких механических свойств как твердость и прочность на разрыв, необходимо оптимизировать химический состав порошкообразного наполнителя. К наплавленному металлу предъявляются следующие требования: по твердости 40-46 HRC, а по прочности на разрыв не менее 1550 МПа. Заявляемые пределы химического состава порошкообразного наполнителя подобраны эмпирическим путем, исходя из качественных показателей механических свойств наплавленного металла таких, как твердость и прочность на разрыв.
Выбранное содержание углерода обеспечивает требуемую твердость и прочность на разрыв. При содержании углерода более 0,20% ухудшается сопротивление металла возникновению трещин и значительно ухудшается стойкость к развитию разгарных трещин в процессе эксплуатации.
Концентрация марганца в порошкообразном наполнителе до 2,0% обеспечивает требуемую твердость и прочность на разрыв наплавленного металла, сохраняя необходимую ударную вязкость и снижая вредное влияние серы.
Содержание кремния в порошкообразном наполнителе в размере ≤1,0% в качестве активного раскислителя обеспечивает чистоту наплавленного металла, а также такие механические свойства, как прочность, твердость и предел текучести. При увеличении содержания кремния свыше 1,0% снижается коррозионная стойкость наплавленного металла при истирании, ударная вязкость, повышается склонность к трещинообразованию.
Хром в пределах 11,0-16,0% положительно влияет на повышение твердости и прочности на разрыв, увеличивает коррозионную стойкость наплавленного металла. При содержании хрома менее 11,0% эффективность его влияния на повышение прочности и коррозионной стойкости снижается, а при содержании более 16,0% при заданных содержаниях марганца, кремния, молибдена и никеля снижается-твердость и сопротивление истиранию.
Введение никеля в заявляемых пределах обеспечивает повышение прочности, пластичности, а также коррозионной стойкости наплавленного металла. При содержании никеля менее 1,0% не обеспечивается необходимая твердость и прочность наплавленного металла, а при содержании выше 5,0% его добавление становится экономически нецелесообразным.
Молибден в указанных пределах обеспечивает получение необходимых прочности, коррозионной стойкости, сопротивления окислению при высоких температурах. При содержании молибдена менее 0,5% требуемые показатели по прочности не достигаются, а введение молибдена в количестве выше 3,0% экономически нецелесообразно.
Введение ванадия в количестве 0,1-1,0% позволяет повысить твердость и прочность, измельчает зерно наплавленного металла. При содержании ванадия менее 0,1% не обеспечиваются необходимые показатели по прочности и твердости, а введение его свыше 1,0% экономически нецелесообразно.
Вольфрам вводится в количестве 0,1-2,0%, обеспечивая необходимую твердость. Он препятствует росту зерна при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. При введении вольфрама в количестве менее 0,1% не обеспечиваются необходимые показатели по твердости, а введение его свыше 2,0% экономически нецелесообразно.
Введение кобальта в заявленных размерах способствует измельчению зерна и увеличивает сопротивление удару, повышает жаропрочность и твердость. Введение кобальта в количестве более 3,0% экономически нецелесообразно.
Введение ниобия в количестве 0,1-1,0% обеспечивает необходимые прочность и твердость наплавленного металла.
Введение титана в количестве ≤0,5% повышает прочность, жаростойкость и твердость, наплавленный металл менее подвержен коррозии, обладает лучшей вязкостью, повышается сопротивление наплавленного слоя к окислению и газовой коррозии. В введении титана в количестве свыше 0,5% нет технологической необходимости.
Введение азота способствует повышению прочности и твердости наплавленного металла. При введении азота свыше 0,2% снижается пластичность, происходит загрязнение металла неметаллическими включениями.
Содержание серы должно быть ≤0,3%. Повышение ее содержания снижает механические свойства наплавленного металла и снижает свариваемость готовых изделий.
Содержание фосфора должно быть ≤0,3%. Увеличение его содержания, повышая прочность, одновременно повышает хрупкость и снижает пластичность и вязкость.
Пример. Для изготовления порошкообразного наполнителя порошковой проволоки использовались порошки ферросплавов: феррохром по ГОСТ4757, ферромарганец по ГОСТ4755, ферросилиций по ГОСТ1415, ферротитан по ГОСТ4761, ферромолибден по ГОСТ4759, феррованадий по ГОСТ4759, феррониобий по ГОСТ16773, ферровольфрам по ГОСТ17293, а также порошок никеля по ГОСТ9722, порошок кобальта по ГОСТ123. Порошки получены методом механического измельчения. Затем порошки взвешивали, перемешивали в миксере, сушили и получали порошкообразный наполнитель порошковой проволоки в соответствии с заданным химическим составом.
На стане была изготовлена порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки различных номинальных диаметров до 5 мм и свыше 5 мм, и порошкового наполнителя. Стальная оболочка изготовлена из стали марки 08пс, а химический состав порошкообразного наполнителя составлял, мас. %: углерод - 0,072; кремний - 0,59; марганец - 0,77; хром -13,2; никель - 2,85; молибден - 0,78; ванадий - 0,46; вольфрам - 1,15; кобальт - 2,20; ниобий - 0,19; титан - 0,03; азот - 0,10; фосфор - 0,012; сера -0,012. Производилась многослойная наплавка на пластины из стали марки Ст. 3 при следующих режимах: напряжение 27,5-28,5 В, ток 350-420А, скорость наплавки 0,12-0,15 м/мин, амплитуда поперечных колебаний 30-34 мм. Из 7-10 слоев вырезался образец для определения механических характеристик наплавленного металла. Результаты представлены в таблице 1.
Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки с номинальным диаметром до 5 мм и порошкообразного наполнителя предложенного химического состава, позволяет повысить качество наплавленного металла, а именно, таких механических свойств как твердость и прочность на разрыв. Нестабильное горение дуги при номинальном диаметре стальной оболочки свыше 5 мм приводит к некачественному формированию наплавленного металла, образованию пор, шлаковых включений, пустот, что приводит к колебанию твердости наплавленного слоя, снижению прочности, сопротивлению истиранию и газовой коррозии.
Использование заявляемого состава порошкообразного наполнителя порошковой проволоки позволяет обеспечить и улучшить механические свойства наплавленного металла такие, как предел прочности на разрыв и твердость, которые удовлетворяют требованиям потребителя. Применение порошковой проволоки для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок, состоящей из стальной оболочки с номинальным диаметром до 5 мм и порошкообразного наполнителя предложенного химического состава, позволяет повысить качество наплавленного металла, а именно, таких механических свойств как твердость и прочность на разрыв.
Figure 00000001

Claims (2)

  1. Порошковая проволока для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок, состоящая из стальной оболочки с номинальным диаметром до 5 мм и порошкообразного наполнителя, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас. %:
  2. Углерод 0,01-0,20 Марганец ≤2,0 Кремний ≤1,0 Хром 11,0-16,0 Никель 1,0-5,0 Молибден 0,5-3,0 Ванадий 0,1-1,0 Вольфрам 0,1-2,0 Азот 0,05-0,2 Кобальт 0,1-3,0 Ниобий 0,1-1,0 Сера ≤0,03 Фосфор ≤0,03 Титан ≤0,5 Железо и примеси остальное
RU2020137506U 2020-11-16 2020-11-16 Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок RU204457U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137506U RU204457U1 (ru) 2020-11-16 2020-11-16 Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137506U RU204457U1 (ru) 2020-11-16 2020-11-16 Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU204457U1 true RU204457U1 (ru) 2021-05-25

Family

ID=76034253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137506U RU204457U1 (ru) 2020-11-16 2020-11-16 Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU204457U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114346521A (zh) * 2021-12-29 2022-04-15 西安理工大学 金属型药芯焊丝及不锈钢轴承套圈的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07185879A (ja) * 1993-12-24 1995-07-25 Nippon Steel Corp 高強度高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼用溶接線材
UA13711A1 (ru) * 1984-07-16 1997-04-25 Інститут Електрозварювання Ім. Є.О. Патона Ан України Состав порошковой проволоки для износостойкой наплавки
RU2378096C1 (ru) * 2008-07-30 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "АСМ Специальные наплавочные материалы" Материал для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок открытой или закрытой дугой
RU2465111C2 (ru) * 2010-05-06 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Техно-Арк" Электрод для износостойкой наплавки и способ создания износостойкого слоя на поверхности металлургического оборудования наплавкой с использованием электродов
RU2661126C1 (ru) * 2017-06-21 2018-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Шихта порошковой проволоки

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA13711A1 (ru) * 1984-07-16 1997-04-25 Інститут Електрозварювання Ім. Є.О. Патона Ан України Состав порошковой проволоки для износостойкой наплавки
JPH07185879A (ja) * 1993-12-24 1995-07-25 Nippon Steel Corp 高強度高耐食マルテンサイト系ステンレス鋼用溶接線材
RU2378096C1 (ru) * 2008-07-30 2010-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "АСМ Специальные наплавочные материалы" Материал для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок открытой или закрытой дугой
RU2465111C2 (ru) * 2010-05-06 2012-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Техно-Арк" Электрод для износостойкой наплавки и способ создания износостойкого слоя на поверхности металлургического оборудования наплавкой с использованием электродов
RU2661126C1 (ru) * 2017-06-21 2018-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Шихта порошковой проволоки

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114346521A (zh) * 2021-12-29 2022-04-15 西安理工大学 金属型药芯焊丝及不锈钢轴承套圈的制备方法
CN114346521B (zh) * 2021-12-29 2023-09-08 西安理工大学 金属型药芯焊丝及不锈钢轴承套圈的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI412422B (zh) Method of Arc Welding for High Strength Steel Plate
KR101970076B1 (ko) 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어
KR20110091847A (ko) Crmov강의 서브머지드 아크 용접을 위한 플럭스 및 와이어
JP2013154363A (ja) 片面サブマージアーク溶接用フラックス
JP4676940B2 (ja) スラグ量が少ないメタル系フラックス入りワイヤおよび高疲労強度溶接継手の作製方法
JP5450260B2 (ja) 耐高温割れ性に優れた溶接金属
JP6914182B2 (ja) 被覆アーク溶接棒
CN110253173A (zh) 一种奥氏体不锈钢自保护电弧焊增材制造用粉芯焊丝
US4071734A (en) Powder electrode strip for surfacing with wear-resistant alloy
RU204457U1 (ru) Проволока номинальным диаметром до 5мм для наплавки роликов машин непрерывного литья заготовок
WO2015159806A1 (ja) 強度、靭性および耐sr割れ性に優れた溶接金属
JP2019058938A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法
RU2356715C2 (ru) Порошковая проволока
RU2478030C1 (ru) Порошковая проволока для наплавки
RU206282U1 (ru) Порошковая проволока для наплавки деталей, подверженных высокому абразивному износу
WO2019142835A1 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
CN112276416B (zh) 焊丝粉体药芯、药芯焊丝、其制备方法、应用、超高强度钢焊接工艺
JP2024006295A (ja) 溶接ワイヤ
KR960000413B1 (ko) 표면 경화 육성 용접용 플럭스 코어드 와이어(Flux Cored Wire) 및 융착금속
JP2022165315A (ja) 溶接ワイヤ
JP2022061854A (ja) 溶接継手の製造方法
JP6939574B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法
JP3208556B2 (ja) アーク溶接用フラックス入りワイヤ
JP2021074740A (ja) 溶接継手、及び自動車部品
KR100581027B1 (ko) 마르텐사이트계 스테인레스강 용접용 플럭스 충전 와이어