RU2429307C2 - Welding material - Google Patents
Welding material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429307C2 RU2429307C2 RU2009141037/02A RU2009141037A RU2429307C2 RU 2429307 C2 RU2429307 C2 RU 2429307C2 RU 2009141037/02 A RU2009141037/02 A RU 2009141037/02A RU 2009141037 A RU2009141037 A RU 2009141037A RU 2429307 C2 RU2429307 C2 RU 2429307C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- niobium
- titanium
- antimony
- tin
- arsenic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства сварочных материалов, используемых в ядерной энергетике, в частности, для сварки корпусов парогенераторов перспективной установки БН-1200 из 12% хромистой стали типа 07Х12НМФБР.The invention relates to the field of production of welding materials used in nuclear energy, in particular, for welding the bodies of steam generators of a promising installation BN-1200 from 12% chromium steel type 07X12NMFBR.
Аналогом по химическому составу предлагаемого сварочного материала является сталь марки 07Х12НМФБР [1], содержащая (масс.%):An analogue in the chemical composition of the proposed welding material is steel grade 07X12NMFBR [1], containing (wt.%):
Однако данный материал не может быть применен в качестве сварочного материала в связи с тем, что:However, this material cannot be used as a welding material due to the fact that:
- содержание хрома ниже 12% приводит к потере коррозионных свойств наплавленного металла в эксплуатационной пароводяной среде парогенератора;- the chromium content below 12% leads to a loss of corrosion properties of the deposited metal in the operational steam-water environment of the steam generator;
- высокое содержание ниобия (0,1-0,2)% способствует образованию трещин при сварке и охрупчиванию металла шва в процессе термической обработки;- a high niobium content (0.1-0.2)% contributes to the formation of cracks during welding and embrittlement of the weld metal during heat treatment;
- пониженное содержание кремния (не более 0,2%) при пониженном содержании марганца (0,3-0,8%) может привести к образованию пор в процессе сварки за счет малой степени раскисления металла шва;- a low silicon content (not more than 0.2%) with a low manganese content (0.3-0.8%) can lead to the formation of pores during welding due to the low degree of deoxidation of the weld metal;
- введение бора (до 0,005% по расчету) может привести к образованию трещин при сварке, снижению пластичности и вязкости металла шва.- the introduction of boron (up to 0.005% by calculation) can lead to cracking during welding, a decrease in the ductility and viscosity of the weld metal.
Ближайшим по составу к заявляемому является коррозионно-стойкий сварочный материал [2], принятый за прототип, содержащий (масс.%):The closest in composition to the claimed is a corrosion-resistant welding material [2], adopted for the prototype, containing (wt.%):
Химический состав указанной сварочной проволоки может меняться в очень широких пределах и обеспечивать получение наплавленного металла различного структурного класса (аустенитного, аустенитно-ферритного, мартенситного, мартенситно-ферритного, ферритного и т.п.), с различными служебными характеристиками наплавленного металла и обеспечение высоких прочностных и пластических характеристик, коррозионной стойкости и высокой длительной прочности наплавленного металла при температуре 550°С может быть и не обеспечено. Для достижения требуемых свойств наплавленного металла в пароводяной среде при температуре 550°С необходимо дать более строгую регламентацию содержания химических элементов для обеспечения получения в наплавленном металле мартенситной, мартенситно-ферритной структуры.The chemical composition of the specified welding wire can vary over a wide range and ensure the production of deposited metal of various structural classes (austenitic, austenitic-ferritic, martensitic, martensitic-ferritic, ferritic, etc.), with various service characteristics of the weld metal and providing high strength and plastic characteristics, corrosion resistance and high long-term strength of the deposited metal at a temperature of 550 ° C may not be provided. To achieve the required properties of the deposited metal in a steam-water medium at a temperature of 550 ° C, it is necessary to give more stringent regulation of the content of chemical elements to ensure that the deposited metal has a martensitic, martensitic-ferritic structure.
Техническим результатом изобретения является создание сварочного материала, обеспечивающего получение наплавленного металла мартенситного (мартенситно-ферритного) класса, обладающего сочетанием коррозионной стойкости в пароводяной среде и высокой длительной прочности при сохранении высокого уровня сопротивления хрупкому разрушению, в том числе в процессе эксплуатационного старения.The technical result of the invention is the creation of a welding material that provides a deposited metal of martensitic (martensitic-ferritic) class, which has a combination of corrosion resistance in a steam-water medium and high long-term strength while maintaining a high level of resistance to brittle fracture, including during operational aging.
На основании выполненного анализа в качестве сварочного материала с высокой коррозионной и длительной прочностью наплавленного металла при температуре 550°С предлагается материал, в составе которого строго регламентированы основные химические элементы: хром (11-14)%, углерод (0,03-0,05)%, марганец (1,0-1,5)%, никель (1,3-1,5)%, ниобий (0,04-0,08)%, ванадий (0,1-0,2)% и кальций (0,01-0,05)%.Based on the analysis, a material is proposed as a welding material with high corrosion and long-term strength of the deposited metal at a temperature of 550 ° С, the composition of which strictly regulates the main chemical elements: chromium (11-14)%, carbon (0.03-0.05 )%, manganese (1.0-1.5)%, nickel (1.3-1.5)%, niobium (0.04-0.08)%, vanadium (0.1-0.2)% and calcium (0.01-0.05)%.
Технический результат достигается тем, что сварочный материал, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, титан, азот и железо, дополнительно содержит ванадий, ниобий, кальций, мышьяк, сурьму, олово, серу, фосфор при следующем соотношении компонентов (масс.%):The technical result is achieved in that the welding material containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, titanium, nitrogen and iron additionally contains vanadium, niobium, calcium, arsenic, antimony, tin, sulfur, phosphorus in the following ratio of components ( mass%):
при этом:wherein:
- суммарное содержание Ti и Nb не должно превышать 0,24;- the total content of Ti and Nb should not exceed 0.24;
- суммарное содержание As, Sb, Sn не должно превышать 0,02.- the total content of As, Sb, Sn should not exceed 0.02.
Ограничение содержание хрома в пределах (11-14)% в сочетании с Ni (1,3-1,5)% позволит получить мартенситную (мартенситно-ферритную) структуру наплавленного металла и обеспечит коррозионную стойкость наплавленного металла в пароводяной среде с учетом его выгорания в процессе сварки, а также стойкость к тепловому охрупчиванию при температуре 550°С.The limitation of the chromium content in the range of (11-14)% in combination with Ni (1.3-1.5)% will make it possible to obtain the martensitic (martensitic-ferritic) structure of the deposited metal and provide corrosion resistance of the deposited metal in the steam-water medium, taking into account its burnout in welding process, as well as resistance to thermal embrittlement at a temperature of 550 ° C.
Содержание углерода (0,03-0,05)%, марганца (1,0-1,5)% при содержании никеля (1,3-1,5)% обеспечит низкое содержание ферритной составляющей в мартенситной (мартенситно-ферритной) структуре (не более 18%) и соответственно повышение пластических и вязких свойств наплавленного металла.The carbon content (0.03-0.05)%, manganese (1.0-1.5)% with a nickel content (1.3-1.5)% will provide a low content of ferritic component in the martensitic (martensitic-ferritic) structure (not more than 18%) and, accordingly, an increase in the plastic and viscous properties of the weld metal.
Содержание ниобия в пределах (0,04-0,08)% и ванадия (0,1-0,2)% с содержанием титана до 0,2% при содержании углерода (0,03-0,05)% обеспечит высокую длительную прочность мартенситного (мартенситно-ферритного) наплавленного металла при температуре 550°С.The niobium content in the range of (0.04-0.08)% and vanadium (0.1-0.2)% with a titanium content of up to 0.2% with a carbon content of (0.03-0.05)% will provide a high long-term strength of martensitic (martensitic-ferritic) deposited metal at a temperature of 550 ° C.
Суммарное ограничение содержания цветных примесей - мышьяка, сурьмы и олова до 0,02% позволяет повысить стойкость наплавленного металла против отпускной хрупкости в процессе изготовления парогенератора.The total limitation of the content of non-ferrous impurities - arsenic, antimony and tin to 0.02% allows to increase the resistance of the deposited metal against temper brittleness during the manufacturing of the steam generator.
Регламентированное содержание азота (0,010-0,015)% способствует повышению сопротивления хрупкому разрушению металла наплавки за счет снижения содержания в нем неметаллических включений типа нитридов.The regulated nitrogen content (0.010-0.015)% helps to increase the resistance to brittle fracture of the surfacing metal by reducing the content of non-metallic inclusions of the nitride type in it.
Ведение в сварочный материал кальция (>0,01-0,05)% способствует глобулизации карбидов, обеспечивая повышение сопротивления хрупкому разрушению металла шва.Keeping calcium (> 0.01-0.05)% in the welding material contributes to the globulation of carbides, providing increased resistance to brittle fracture of the weld metal.
В ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» произведена выплавка в 100-килограммовой открытой печи трех плавок стали для сварочной проволоки заявляемого состава. Выплавка стали производилась на чистых шихтовых материалах по содержанию серы, фосфора, цветных примесей. Разливку производили в слитки, которые затем проковывались на заготовки размером 16×16 мм с дальнейшим изготовлением катанки диаметром 8 мм и волочением ее на сварочную проволоку диаметром 3 мм.FSUE CRI KM "Prometey" smelted three 100 steel melts for a welding wire of the claimed composition in a 100-kilogram open furnace. Steel was smelted on pure charge materials in terms of sulfur, phosphorus, and color impurities. The casting was carried out in ingots, which were then forged on billets 16 × 16 mm in size with the further manufacture of wire rod with a diameter of 8 mm and drawing it onto a welding wire with a diameter of 3 mm.
Образцы для исследования изготавливали из технологических проб толщиной 20 мм со сварным швом, выполненным аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочной проволокой различных составов. С целью исключения влияния основного металла сварку выполняли через предварительную наплавку кромок толщиной не менее 10 мм, выполненную соответствующей сварочной проволокой. Технологические пробы подвергались термической обработке - высокому отпуску при температуре 720°С.Samples for research were made from technological samples with a thickness of 20 mm with a weld made by argon-arc welding with a non-consumable electrode with filler wire of various compositions. In order to exclude the influence of the base metal, welding was performed through preliminary surfacing of edges with a thickness of at least 10 mm, made by the corresponding welding wire. Technological samples were subjected to heat treatment - high tempering at a temperature of 720 ° C.
Для исследования механических свойств металла шва изготавливали следующие образцы:To study the mechanical properties of the weld metal, the following samples were made:
- на статическое растяжение диаметром 6 мм и длиной рабочей части 30 мм (тип II по ГОСТ 6996);- for static tension with a diameter of 6 mm and a length of the working part of 30 mm (type II according to GOST 6996);
- на ударный изгиб с острым надрезом 10×10×55 мм (тип IX по ГОСТ 6996);- on impact bending with a sharp notch 10 × 10 × 55 mm (type IX according to GOST 6996);
- на длительную прочность диаметром 6 мм и длиной рабочей части 30 мм;- for long-term strength with a diameter of 6 mm and a length of the working part of 30 mm;
- на коррозионную стойкость - пластины 1,5×10×60 мм.- for corrosion resistance - plates 1.5 × 10 × 60 mm.
В качестве известного сварочного материала был выбран коррозионно-стойкий сварочный материал [2].As a well-known welding material, a corrosion-resistant welding material was chosen [2].
Испытание на растяжение проводились на установке УМД-10 на воздухе при скорости деформации 3·10-3 с-1 при температуре 550°С. Испытания на коррозионную стойкость проводились в автоклаве при температуре 550°С в течение 3000 ч. Испытания на длительную прочность проводились на воздухе в соответствии с требованиями ГОСТ 10145-81 при Т=550°С.Tensile tests were carried out on a UMD-10 apparatus in air at a strain rate of 3 · 10 -3 s -1 at a temperature of 550 ° C. Corrosion resistance tests were carried out in an autoclave at a temperature of 550 ° C for 3000 hours. Long-term strength tests were carried out in air in accordance with the requirements of GOST 10145-81 at T = 550 ° C.
Химический состав заявляемого и известного сварочного материала приведен в таблице 1, механические свойства - в таблице 2.The chemical composition of the claimed and known welding material is shown in table 1, mechanical properties in table 2.
Ожидаемый технико-экономический эффект, обусловленный обеспечением сочетания коррозионной стойкости и высокой длительной прочности металла шва сварных соединений из 12% хромистых сталей типа 07Х12НМФБР перспективных парогенераторов новой установки БН-1200, выразится в увеличении надежности, безопасной эксплуатации и срока службы сварных соединений.The expected technical and economic effect due to the combination of corrosion resistance and high long-term strength of the weld metal of welded joints from 12% chromium steels of type 07X12NMFBR of promising steam generators of the new BN-1200 installation will result in an increase in reliability, safe operation and service life of welded joints.
ся (≥122)Provides -
Xia (≥122)
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Паспорт на сталь марки 0712НМФБ.1. Passport for steel grade 0712NMFB.
2. JP 2003-071589 А, B23K 35/30, 11.03.2003, реферат, формула, описание [0028]-[0033].2. JP 2003-071589 A, B23K 35/30, 03/11/2003, abstract, formula, description [0028] - [0033].
Claims (2)
при этом суммарное содержание титана и ниобия не превышает 0,24.1. Corrosion-resistant welding material containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, titanium, nitrogen and iron, characterized in that it additionally contains vanadium, niobium and calcium in the following ratio, wt.%:
the total content of titanium and niobium does not exceed 0.24.
при этом суммарное содержание мышьяка, сурьмы и олова не превышает 0,02. 2. Corrosion-resistant welding material according to claim 1, characterized in that it contains arsenic, antimony, tin, sulfur and phosphorus as impurities at the following content, wt.%:
while the total content of arsenic, antimony and tin does not exceed 0.02.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009141037/02A RU2429307C2 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Welding material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009141037/02A RU2429307C2 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Welding material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009141037A RU2009141037A (en) | 2011-05-20 |
RU2429307C2 true RU2429307C2 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=44733298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009141037/02A RU2429307C2 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Welding material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2429307C2 (en) |
-
2009
- 2009-11-05 RU RU2009141037/02A patent/RU2429307C2/en active IP Right Revival
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009141037A (en) | 2011-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8337642B2 (en) | Spring steel with improved hardenability and pitting resistance | |
JP6304460B1 (en) | High strength stainless steel seamless steel pipe for oil well and method for producing the same | |
US11634804B2 (en) | Austenitic stainless steel weld joint | |
EP2199420B1 (en) | Austenitic stainless steel | |
US8801876B2 (en) | Ni-based alloy product and producing method thereof | |
US10233523B2 (en) | Carburization resistant metal material | |
KR101586590B1 (en) | Austenite steel welded joint | |
RU2288967C1 (en) | Corrosion-resisting alloy and article made of its | |
KR101345074B1 (en) | Ni-BASED ALLOY MATERIAL | |
US20200010931A1 (en) | Ni-Based Heat Resistant Alloy and Method for Producing the Same | |
EP2743362A1 (en) | Ni-BASED HEAT-RESISTANT ALLOY | |
CN109642291A (en) | Austenite stainless steel | |
JP5182642B2 (en) | High strength thick steel plate with excellent delayed fracture resistance and weldability and method for producing the same | |
US20190126408A1 (en) | Welding Structure Member | |
WO2012115240A1 (en) | Forged steel material for nuclear power generation devices, and welded structure for nuclear power generation devices | |
EP1930460A1 (en) | Low alloy steel | |
JP2010121191A (en) | High-strength thick steel plate having superior delayed fracture resistance and weldability, and method for manufacturing the same | |
US4585478A (en) | Heat resisting steel | |
EP3255166A1 (en) | Welded metal and welded structure | |
WO2019069998A1 (en) | Austenitic stainless steel | |
JP2017088957A (en) | Austenitic heat resistant steel | |
US20190105727A1 (en) | Welding Structure Member | |
RU2429307C2 (en) | Welding material | |
RU2451588C2 (en) | Welding wire for automatic welding of heat-resistance pearlitic steels | |
JPWO2019059095A1 (en) | Steel sheet and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121106 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150927 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161106 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190522 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210722 |