RU2151038C1 - Wire composition for metallurgical equipment restoration by weld deposition technique - Google Patents
Wire composition for metallurgical equipment restoration by weld deposition technique Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151038C1 RU2151038C1 RU97102641A RU97102641A RU2151038C1 RU 2151038 C1 RU2151038 C1 RU 2151038C1 RU 97102641 A RU97102641 A RU 97102641A RU 97102641 A RU97102641 A RU 97102641A RU 2151038 C1 RU2151038 C1 RU 2151038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- molybdenum
- carbon
- chromium
- wire
- composition
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для восстановления деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок, в частности, для роликов машин непрерывного литья заготовок. The invention relates to welding materials and can be used to restore parts of metallurgical equipment operating under high contact loads, in particular, for rollers of continuous casting machines.
Известен состав проволоки для сварки хромистых сталей, содержащий компоненты при следующем соотношении, в мас.%:
углерод - 0,05-0,10
марганец - 0,5-2,0
кремний - не более 0,70
хром - 13,0-15,0
никель - 3,0-6,0
молибден - 1,0-2,0
железо - остальное
(См. Авторское свидетельство СССР N 155899, М.кл3 В 23 К 35/30, 1962 г. ).The known composition of the wire for welding chromium steels containing components in the following ratio, in wt.%:
carbon - 0.05-0.10
Manganese - 0.5-2.0
silicon - not more than 0.70
chrome - 13.0-15.0
nickel - 3.0-6.0
molybdenum - 1.0-2.0
iron - the rest
(See USSR Author's Certificate N 155899, M.kl 3 V 23 K 35/30, 1962).
Однако известный состав сварочной проволоки не обеспечивает требуемую прочность и работоспособность наплавленного металла в условиях высоких температур и контактных нагрузок. Кроме того, качество наплавленного известной проволокой металла низко из-за образования в нем кристаллизационных (горячих) трещин. However, the known composition of the welding wire does not provide the required strength and performance of the weld metal at high temperatures and contact loads. In addition, the quality of the metal deposited by a known wire is low due to the formation of crystallization (hot) cracks in it.
Известен также состав сплава для восстановления деталей металлургического оборудования, содержащий компоненты при следующем соотношении; в мас.%
углерод - 0,18-0,22
хром - 9,0-11,0
никель - 0,9-1,1
молибден - 0,36-0,42
вольфрам - 0,18-0,22
ванадий - 0,36-0,42
кремний - 0,1-0,15
марганец - 0,15-0,2
кальций - 0,05-0,07
железо - остальное
(см. Авт. св-во СССР N 1796388, М. кл5 B 23 K 35/30, C 22 C 38/46, 1991 год).Also known is the composition of the alloy for the restoration of parts of metallurgical equipment, containing components in the following ratio; in wt.%
carbon - 0.18-0.22
chrome - 9.0-11.0
nickel - 0.9-1.1
molybdenum - 0.36-0.42
tungsten - 0.18-0.22
vanadium - 0.36-0.42
silicon - 0.1-0.15
Manganese - 0.15-0.2
calcium - 0.05-0.07
iron - the rest
(see Avt. St. USSR N 1796388, M. cl. 5 B 23 K 35/30, C 22
Однако известный состав сплава не обеспечивает при наплавке деталей металлургического оборудования требуемую твердость наплавленного слоя 47-50 HRC, стойкой к образованию трещин и повышенной контактной стойкостью. However, the known alloy composition does not provide the required hardness of the weld layer 47-50 HRC when surfacing parts of metallurgical equipment, which is resistant to cracking and increased contact resistance.
Для получения наплавленного слоя из детали металлургического оборудования слоя с твердостью 47-50 HRC, стойкого к образованию трещин и обладающего повышенной контактной стойкостью, состав проволоки содержит компоненты при следующем соотношении, в мас%:
углерод - 0,15-0,20
хром - 16,0-18,0
кремний - 0,5-0,80
марганец - 0,5-0,80
молибден - 0,80-1,00
Fe - остальное
При этом отношение содержания углерода к содержанию хрома и марганца должно составлять соответственно 1:(90- 107): (4,7-5,5).To obtain a deposited layer from a part of metallurgical equipment of a layer with a hardness of 47-50 HRC, resistant to cracking and having increased contact resistance, the composition of the wire contains components in the following ratio, in wt%:
carbon - 0.15-0.20
chrome - 16.0-18.0
silicon - 0.5-0.80
Manganese - 0.5-0.80
molybdenum - 0.80-1.00
Fe - the rest
The ratio of carbon to chromium and manganese should be 1: (90-107): (4.7-5.5), respectively.
Хром в составе проволоки способствует повышению стойкости наплавленного металла к контактным нагрузкам, а также повышает твердость наплавленного металла за счет образования устойчивых карбидов типа Cr7C3 и Cr23 C6. При содержании хрома менее 16,0 маc.% уменьшается твердость легированной хромом ферритной матрицы, а ухудшается структура карбидной фазы сплава за счет образования менее твердых карбидов хрома цементитного типа.Chrome in the composition of the wire improves the resistance of the weld metal to contact loads, and also increases the hardness of the weld metal due to the formation of stable carbides such as Cr 7 C 3 and Cr 23 C 6 . When the chromium content is less than 16.0 wt.%, The hardness of the chromium-doped ferrite matrix decreases, and the structure of the carbide phase of the alloy deteriorates due to the formation of less hard cementite-type chromium carbides.
При содержании хрома выше 18,0% резко ухудшается формирование наплавленного слоя, повышение ферритной составляющей в структуре наплавленного металла приводит к снижению его твердости. When the chromium content is above 18.0%, the formation of the deposited layer sharply worsens, an increase in the ferritic component in the structure of the deposited metal leads to a decrease in its hardness.
Углерод содержится в количествах, обеспечивающих как оптимальное легирование наплавленного металла, так и для образования карбидной фазы. Carbon is contained in amounts that provide both optimal alloying of the weld metal and for the formation of a carbide phase.
При содержании углерода менее 0,15% снижается количество карбидов в наплавленном металле, что приводит к снижению его твердости и контактной стойкости. When the carbon content is less than 0.15%, the amount of carbides in the deposited metal is reduced, which leads to a decrease in its hardness and contact resistance.
При увеличении углерода 0,20% происходит увеличение содержания карбида в наплавленном металле и ухудшается их строение. Появляются менее легированные и износостойкие карбиды цементитного типа, повышается хрупкость наплавленного слоя. With an increase in carbon of 0.20%, an increase in the carbide content in the deposited metal occurs and their structure deteriorates. Less alloyed and wear-resistant cementite-type carbides appear, and the friability of the deposited layer increases.
Наиболее оптимальным, как было установлено экспериментальным путем, является соотношение содержания углерода к хрому как 1:90:107. The most optimal, as was established experimentally, is the ratio of carbon to chromium as 1: 90: 107.
Такое соотношение позволяет получить оптимальное легирование хромом матрицы сплава, а также значительное образование устойчивых карбидов хрома, хорошо удерживаемых вязкой матрицей, что способствует получению твердого слоя, обладающего повышенной контактной стойкостью. This ratio makes it possible to obtain optimum chromium alloying of the alloy matrix, as well as a significant formation of stable chromium carbides, well retained by a viscous matrix, which contributes to the production of a solid layer with enhanced contact resistance.
При увеличении соотношения в составе проволоки углерода к хрому выше 107 ухудшается формирование наплавленного металла, повышение ферритной составляющей в структуре наплавленного металла приводит к снижению его твердости. With an increase in the ratio of the composition of the carbon wire to chromium above 107, the formation of the deposited metal worsens, an increase in the ferritic component in the structure of the deposited metal leads to a decrease in its hardness.
Уменьшение соотношения углерода к хрому ниже 90,0 приводит к появлению менее легированных и менее износостойких карбидов цементитного типа, повышается хрупкость наплавленного слоя. A decrease in the ratio of carbon to chromium below 90.0 leads to the appearance of less alloyed and less wear-resistant cementitious carbides, the fragility of the deposited layer increases.
Молибден в составе проволоки способствует увеличению прочности и увеличивает прокаливаемость, что позволяет избежать проявления отпускной хрупкости. Molybdenum in the composition of the wire increases strength and increases hardenability, which avoids the manifestation of temper brittleness.
Введение в состав проволоки молибдена в количестве 0,8-10,0 мас.% и при соотношении с углеродом в количестве C:Mo = 1:4,7:5,5 позволяет получить оптимальную структуру металла наплавленного слоя с мелкодисперсными карбидами молибдена и устойчивую к отпускной хрупкости. Introduction to the composition of the wire in the amount of 0.8-10.0 wt.% Molybdenum and with a ratio of carbon in the amount of C: Mo = 1: 4.7: 5.5 allows you to get the optimal metal structure of the deposited layer with fine molybdenum carbides to temper fragility.
Содержание молибдена ниже 0,8% снижает прочность наплавленного металла за счет уменьшения количества карбидов молибдена, а также недостаточно для получения прокаливаемости наплавленного слоя без отпускной хрупкости. A molybdenum content below 0.8% reduces the strength of the deposited metal by reducing the amount of molybdenum carbides, and is also insufficient to obtain the hardenability of the deposited layer without temper brittleness.
При увеличении молибдена выше 1,00% в составе возможно образование σ-фазы, что снижает прочность наплавленного слоя. With an increase in molybdenum above 1.00%, the formation of the σ-phase is possible, which reduces the strength of the deposited layer.
Невыполнение соотношения углерода к молибдену приводит к ухудшению свойств наплавленного слоя, а именно:
- при уменьшении соотношения С:Мо < 1:4,7 ухудшается состав карбидной фазы наплавленного слоя, появляются менее твердые карбиды цементитного типа, а также количество молибдена недостаточно для получения слоя без отпускной хрупкости;
- при увеличении соотношения C:Мо > 1:5,5 снижается прочность наплавленного слоя за счет уменьшения количества карбидной, а также за счет образования в металле σ-фазы, уменьшающей прочность наплавленного слоя.Failure to comply with the ratio of carbon to molybdenum leads to a deterioration in the properties of the deposited layer, namely:
- with a decrease in the ratio C: Mo <1: 4.7, the composition of the carbide phase of the deposited layer deteriorates, less hard cementite carbides appear, and the amount of molybdenum is insufficient to obtain a layer without temper brittleness;
- with an increase in the ratio C: Mo> 1: 5.5, the strength of the deposited layer decreases due to a decrease in the amount of carbide, as well as due to the formation of a σ-phase in the metal, which reduces the strength of the deposited layer.
Кремний и марганец в состав проволоки введены в качестве раскислителей. Кремний и марганец раскисляют металл вне зоны горения дуги в кристаллизующейся части сварочной ванны. Silicon and manganese are introduced into the composition of the wire as deoxidizing agents. Silicon and manganese deoxidize the metal outside the arc burning zone in the crystallizing part of the weld pool.
При введении в состав проволоки кремния и марганца менее 0,5% соответственно наплавленный металл раскисляется недостаточно. Повышение содержания кремния и марганца в составе проволоки выше 0,80% приводят к чрезмерному легированию наплавленного металла этими элементами, что вызывает его охрупчивание. When silicon and manganese are introduced into the composition of the wire, less than 0.5%, respectively, the deposited metal is not sufficiently deoxidized. An increase in the content of silicon and manganese in the composition of the wire above 0.80% leads to excessive alloying of the deposited metal with these elements, which causes its embrittlement.
Как показали экспериментальные данные, предлагаемая проволока при сочетании оптимальных соотношений G:Cr:Mo = 1:(90-107): (4,7-5,5), а также при содержании остальных компонентов в заявленном диапазоне позволяет получить хороший комплекс прочности наплавленного металла в условиях высоких температур, твердости на уровне 47-50 HRC, стойкости к образованию трещин и повышенной контактной стойкости. As shown by experimental data, the proposed wire with a combination of optimal ratios G: Cr: Mo = 1: (90-107): (4.7-5.5), as well as with the remaining components in the claimed range, allows to obtain a good strength complex of the deposited metal at high temperatures, hardness of 47-50 HRC, resistance to cracking and increased contact resistance.
Такое сочетание свойств обеспечивается высокотвердыми и мелкодисперсными карбидами хрома и молибдена, закрепленными в вязкой легированной матрице наплавленного слоя. This combination of properties is provided by highly hard and finely dispersed carbides of chromium and molybdenum, fixed in a viscous alloyed matrix of the deposited layer.
Изготовление проволоки для восстановления путем наплавки металлургического оборудования опытных составов производили на базе НПО ЦНИИТМАШ. The manufacture of wire for recovery by surfacing metallurgical equipment of experimental compounds was carried out on the basis of NPO TSNIITMASH.
Были изготовлены восемь вариантов проволоки различного состава
Химсостав изготовленных образцов проволоки для наплавки приведен в таблице 1.Eight variants of wire of various composition were made.
The chemical composition of the prepared wire samples for surfacing is given in table 1.
Изготовленной проволокой для наплавки диаметром 16 мм производили наплавочные работы на ролики машин непрерывного литья заготовок (МНРС). Welded wire for surfacing with a diameter of 16 mm produced surfacing on the rollers of continuous casting machines (MPPM).
Режим наплавки:
I нпл ≈ 320 ± А
U нпл ≈ 30 ± 2В
V нпл ≈ 20 м/ч
Наплавку производили под флюсом: 48-ОФ-6.Surfacing Mode:
I npl ≈ 320 ± A
U npl ≈ 30 ± 2V
V npl ≈ 20 m / h
Surfacing was carried out under flux: 48-OF-6.
После наплавки вырезались стандартные образцы и подвергались механическим испытаниям и испытаниям на контактную усталость, Испытания на контактную усталость производились на машине MKBК при σк = 650 МПа.After surfacing, standard samples were cut out and subjected to mechanical and contact fatigue tests. Contact fatigue tests were carried out on an MKBC machine at σ k = 650 MPa.
Результаты испытаний представлены в табл. 2. The test results are presented in table. 2.
Варианты 5 и 6 составов проволоки изготовлены в диапазоне соотношений компонентов, указанных в формуле изобретения, но не соблюдены соотношения содержания углерода к хрому и молибдену.
Это приводит к тому, что в примерах 5 и 6 твердость недостаточная при использовании проволоки для наплавки роликов машин непрерывного литья. This leads to the fact that in examples 5 and 6, the hardness is insufficient when using wire for surfacing the rollers of continuous casting machines.
Также не отвечает требованиям и контактная стойкость наплавленного слоя. Also, the contact resistance of the deposited layer does not meet the requirements.
Варианты 7 и 8 проволоки изготовлены не в диапазоне соотношений компонентов, указанных в формуле, и потому свойства этих наплавленных слоев не отвечают требованиям как в плане твердости наплавленного слоя, так и по склонности к образованию холодных трещин, низка и контактная усталость наплавленного вариантами 7 и 8 слоя.
В результате испытаний, на основании полученных данных, можно установить, что для получения комплекса прочности наплавленного металла в условиях высоких температур, твердость на уровне 47-50 HRC, стойкости к образованию трещин и повышенной контактной стойкости необходимо для наплавки использовать проволоку предлагаемого состава, учитывая соотношения, указанные в формуле (варианты 2-4). As a result of the tests, on the basis of the data obtained, it can be established that to obtain a complex of strength of the deposited metal at high temperatures, hardness is at the level of 47-50 HRC, resistance to cracking and increased contact resistance, it is necessary to use the wire of the proposed composition for surfacing, taking into account the ratios indicated in the formula (options 2-4).
Claims (1)
Углерод - 0,15 - 0,20
Хром - 16,0 - 18,0
Кремний - 0,5 - 0,8
Марганец - 0,5 - 0,8
Молибден - 0,80 - 1,00
Железо - Остальное
при этом отношение содержания углерода к содержанию хрома и молибдена должно составлять соответственно 1 : (90 - 107) : (4,7 - 5,5).The composition of the wire for restoration by surfacing of metallurgical equipment containing carbon, chromium, silicon, manganese, molybdenum and iron, characterized in that the composition contains components in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.15 - 0.20
Chrome - 16.0 - 18.0
Silicon - 0.5 - 0.8
Manganese - 0.5 - 0.8
Molybdenum - 0.80 - 1.00
Iron - Else
the ratio of carbon content to the content of chromium and molybdenum should be respectively 1: (90 - 107): (4.7 - 5.5).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97102641A RU2151038C1 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Wire composition for metallurgical equipment restoration by weld deposition technique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97102641A RU2151038C1 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Wire composition for metallurgical equipment restoration by weld deposition technique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97102641A RU97102641A (en) | 1999-03-10 |
| RU2151038C1 true RU2151038C1 (en) | 2000-06-20 |
Family
ID=20190104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97102641A RU2151038C1 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Wire composition for metallurgical equipment restoration by weld deposition technique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2151038C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570864C1 (en) * | 2012-01-31 | 2015-12-10 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | Filler material and part of machine equipment deposited by filler metal |
-
1997
- 1997-02-21 RU RU97102641A patent/RU2151038C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570864C1 (en) * | 2012-01-31 | 2015-12-10 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | Filler material and part of machine equipment deposited by filler metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2720307C (en) | Hard-facing alloys having improved crack resistance | |
| BRPI0602508B1 (en) | HARD COATING ELECTRODE | |
| JP2009248175A (en) | Tig welding method of high-strength steel using flux-containing wire | |
| JP4427416B2 (en) | Large heat input submerged arc welding method with excellent weld metal toughness. | |
| JP4673710B2 (en) | Two-electrode single-sided one-pass large heat input submerged arc welding method with excellent weld metal toughness | |
| RU2294273C2 (en) | Powder wire for surfacing | |
| RU2151038C1 (en) | Wire composition for metallurgical equipment restoration by weld deposition technique | |
| JP2007253163A (en) | Solid wire for gas shielded arc welding | |
| SE452422B (en) | Electrode for welding consisting of a powder-filled mantle of a low-carbon containing steel | |
| KR960000413B1 (en) | Flux cored wire | |
| Mon et al. | A review on tests of austempered ductile iron welding | |
| JP3194207B2 (en) | Covered arc welding rod for high Cr ferritic heat resistant steel | |
| JPS60221197A (en) | Gas shielded flux-cored wire for hard overlay | |
| JP3184657B2 (en) | Covered arc welding rod for high Cr ferritic heat resistant steel | |
| JPH09122972A (en) | Coated electrode for high-cr ferrite heat resisting steel | |
| RU2069136C1 (en) | Arc welding electrode | |
| JPH03294084A (en) | Welding wire for high-hardness build-up welding | |
| KR100581027B1 (en) | Flux cored wire for martensitic stainless steel | |
| RU2028900C1 (en) | Electrode coating for wear resistant surfacing | |
| RU2074078C1 (en) | Blend for flux-cored wire | |
| KR100345518B1 (en) | Welding electrode | |
| JPH10166166A (en) | Aluminothermite mixture | |
| KR100411671B1 (en) | Weld crack-resistant and wear-resistant chrome steel overlay welding alloys | |
| JPH02220795A (en) | Consumable nozzle type electroslag welding method | |
| SU573301A1 (en) | Coating for electrodes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090222 |