RU2443530C1 - Welding wire for welding and building-up of parts from diverse steels - Google Patents
Welding wire for welding and building-up of parts from diverse steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443530C1 RU2443530C1 RU2010133770/02A RU2010133770A RU2443530C1 RU 2443530 C1 RU2443530 C1 RU 2443530C1 RU 2010133770/02 A RU2010133770/02 A RU 2010133770/02A RU 2010133770 A RU2010133770 A RU 2010133770A RU 2443530 C1 RU2443530 C1 RU 2443530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- over
- welding
- carbon
- niobium
- manganese
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сварке и касается состава сварочной проволоки для сварки и наплавки изделий, работающих при больших знакопеременных нагрузках и повышенных температурах, и может быть использовано для наплавки первого слоя кромок углеродистых и низколегированных сталей при выполнении разнородных сварных соединений со сталями аустенитного класса, преимущественно, при изготовлении сварных конструкций атомного и энергетического машиностроения.The invention relates to welding and the composition of the welding wire for welding and surfacing of products operating at high alternating loads and elevated temperatures, and can be used for surfacing the first layer of the edges of carbon and low alloy steels when performing dissimilar welded joints with austenitic class steels, mainly, when manufacturing of welded structures of nuclear and power engineering.
Известен состав сварочной проволоки, содержащий углерод, хром, кремний, марганец, молибден, ванадий, серу, фосфор, железо, в который введен кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:The known composition of the welding wire containing carbon, chromium, silicon, manganese, molybdenum, vanadium, sulfur, phosphorus, iron, which introduced calcium in the following ratio, wt.%:
при этом отношение содержания углерода к суммарному содержанию молибдена и ванадия должно составлять 0,066-0,087, а отношение содержания серы к суммарному содержанию кальция и марганца должно быть в пределах 0,015-0,020 (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2104138, кл. B23K 35/30, опубл.1998).the ratio of carbon content to the total content of molybdenum and vanadium should be 0.066-0.087, and the ratio of sulfur to the total content of calcium and manganese should be in the range of 0.015-0.020 (see, for example, the description of the invention to RF patent No. 2104138, cl. B23K 35/30, publ. 1998).
К недостаткам данного состава можно отнести нестабильное мерцающее горение дуги, а также возможность образования горячих трещин и сравнительная хрупкость сварного шва.The disadvantages of this composition include unstable flickering arc burning, as well as the possibility of the formation of hot cracks and the comparative fragility of the weld.
Наиболее близкой из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, молибден, кобальт, ниобий, азот и железо (см. например, проспект фирмы STAINLESS WELDING CONSUMABLES, SANDVIK24/13/LHF (AWS309L), 1981, c.27).The closest known for its technical essence and the achieved result is a welding wire selected for the prototype for welding and surfacing of parts from dissimilar steels containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, molybdenum, cobalt, niobium, nitrogen and iron (see, for example, STAINLESS WELDING CONSUMABLES prospectus, SANDVIK24 / 13 / LHF (AWS309L), 1981, p. 27).
К недостаткам данного состава можно отнести высокое содержание ферритной фазы (более 15%), которое способствует охрупчиванию наплавленного металла при термической обработке и в процессе эксплуатации при повышенных температурах, а также отсутствие регламентации содержания примесей серы, фосфора, олова, сурьма, меди на необходимом уровне, что не гарантирует стойкость против образования горячих трещин металла первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, в условиях легирования ниобием и недостаточного содержания ферритной фазы.The disadvantages of this composition include the high content of the ferrite phase (more than 15%), which contributes to embrittlement of the deposited metal during heat treatment and during operation at elevated temperatures, as well as the lack of regulation of the content of sulfur, phosphorus, tin, antimony, copper impurities at the required level that does not guarantee resistance to the formation of hot cracks in the metal of the first layer of surfacing adjacent to the line of alloying with carbon or low alloy steel, in conditions of alloying niobium and insufficient content of the ferrite phase.
Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который выражается в получении оптимальных физико-механических свойств металла сварного шва при выполнении сварных соединений разнородных сталей и стойкость против межкристаллитной коррозии, что обеспечивается химическим составом сварочной проволоки, химическим составом металла сварного шва и соотношением хрома, никеля, ниобия, углерода и азота, регламентирующих содержание ферритной фазы в наплавленном металле, заданным соотношением ниобия к углероду и предотвращением образования мартенситной структуры в наплавленном металле сварного шва.The essence of the claimed invention is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve the technical result provided by the invention, which is expressed in obtaining optimal physical and mechanical properties of the weld metal when performing welded joints of dissimilar steels and resistance to intergranular corrosion, which is ensured by the chemical composition of the welding wire, chemical the composition of the weld metal and the ratio of chromium, nickel, niobium, carbon and nitrogen, regulations tiruyuschih content of the ferrite phase in the weld metal, specify the ratio of niobium to carbon and prevent the formation of martensite structure in the deposited weld metal.
Указанный технический результат достигается тем, что сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, молибден, кобальт, ниобий, азот и железо, дополнительно содержит олово и сурьму, при этом углерод, азот, никель, марганец объединены в аустенито-образующую группу элементов, а кремний, хром и ниобий включены в феррито-образующую группу элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved in that the welding wire for welding and surfacing of parts from dissimilar steels, containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, molybdenum, cobalt, niobium, nitrogen and iron, additionally contains tin and antimony, carbon, nitrogen, nickel, manganese are combined in the austenite-forming group of elements, and silicon, chromium and niobium are included in the ferrite-forming group of elements in the following ratio of components, wt.%:
при этом должно обеспечиваться соотношение аустенито и ферритообразующих элементов:this should be ensured by the ratio of austenito and ferrite-forming elements:
14≤NiЭ≤1614≤Ni E ≤16
24≤CrЭ≤2624≤Cr E ≤26
NiЭ≥CrЭ-10Ni E ≥Cr E -10
NiЭ=%Ni+30%С+0,5%Mn;Ni E =% Ni + 30% C + 0.5% Mn;
CrЭ=%Cr+1,5%Si+0,5%NbCr e =% Cr + 1.5% Si + 0.5% Nb
Указанное соотношение аустенито- (углерод, азот, никель, марганец) и феррито-образующих (кремний, хром, ниобий) элементов позволяет получать двухфазную аустенитно-ферритную структуру наплавленного металла с регламентированным содержанием ферритной фазы в пределах 5-10%.The specified ratio of austenitic (carbon, nitrogen, nickel, manganese) and ferrite-forming (silicon, chromium, niobium) elements allows to obtain a two-phase austenitic-ferritic structure of the deposited metal with a regulated content of ferrite phase in the range of 5-10%.
Нижний предел содержания ферритной фазы обеспечивает стойкость против образования горячих трещин.The lower limit of the content of the ferritic phase provides resistance to the formation of hot cracks.
Верхний предел содержания ферритной фазы установлен для предотвращения охрупчивания наплавленного металла при термической обработке и в процессе эксплуатации при повышенных температурах.The upper limit of the content of the ferritic phase is set to prevent embrittlement of the deposited metal during heat treatment and during operation at elevated temperatures.
Содержание углерода 0,012-0,02% обеспечивает формирование в металле первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, пластичной структуры без мартенситной составляющей, что обеспечивает стойкость против образования холодных трещин.The carbon content of 0.012-0.02% ensures the formation in the metal of the first layer of surfacing adjacent to the line of fusion with carbon or low alloy steel, a plastic structure without a martensitic component, which provides resistance to the formation of cold cracks.
Введение ниобия при отношении Nb/C=22-30 в составе сварочной проволоки обеспечивает стойкость против межкристаллитной коррозии наплавленного металла, в том числе после термической обработки (высокого отпуска). Обеспечивается также стойкость против межкристаллитной коррозии металла первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, в условиях уменьшения соотношения Nb/C по отношению к указанному вследствие разбавления металла наплавки основным металлом.The introduction of niobium at a ratio of Nb / C = 22-30 in the composition of the welding wire provides resistance to intergranular corrosion of the deposited metal, including after heat treatment (high tempering). It also provides resistance to intergranular corrosion of the metal of the first surfacing layer adjacent to the line of alloying with carbon or low alloy steel, under conditions of a decrease in the Nb / C ratio relative to that indicated due to dilution of the surfacing metal with the base metal.
Низкое содержание серы, фосфора, олова, сурьмы, меди предотвращает сегрегацию примесей и снижение прочности по границам зерен. Это обеспечивает стойкость против образования горячих трещин металла первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, в условиях недостаточного содержания ферритной фазы, что возможно в результате уменьшения ее количества по отношению к расчетному вследствие разбавления металла наплавки основным металлом.The low content of sulfur, phosphorus, tin, antimony, copper prevents the segregation of impurities and a decrease in strength along the grain boundaries. This provides resistance to the formation of hot cracks in the metal of the first surfacing layer adjacent to the line of alloying with carbon or low alloy steel, in conditions of insufficient content of the ferritic phase, which is possible as a result of a decrease in its amount relative to the calculated one due to dilution of the surfacing metal with the base metal.
Ограничение содержание кобальта предотвращает радиоактивное загрязнение деталей с наплавкой, контактирующей с радиоактивной средой.The limitation of the cobalt content prevents the radioactive contamination of parts with surfacing in contact with the radioactive medium.
Проволока обеспечивает повышение стойкости против образования холодных и горячих трещин в наплавленном металле переменного состава в зоне сплавления разнородного соединения, стойкость против образования горячих трещин в аустенитном наплавленном металле и стойкость против межкристаллитной коррозии при контакте с коррозионной средой.The wire provides increased resistance against the formation of cold and hot cracks in the weld metal of variable composition in the fusion zone of a heterogeneous compound, resistance to the formation of hot cracks in the austenitic welded metal and resistance to intergranular corrosion in contact with a corrosive medium.
В производственных условиях были изготовлены партии сварочной проволоки Св-02Х24Н13Б.In production conditions, batches of welding wire Sv-02X24N13B were made.
В качестве основного металла были использованы поковки стали марки 15Х2НМФАА.Forgings of steel grade 15X2NMFAA were used as the main metal.
Наплавку производили аргонодуговой сваркой сварочной проволокой следующего состава:Surfacing was carried out by argon-arc welding with a welding wire of the following composition:
Толщина наплавленного слоя составляла от 4 до 5,5 мм.The thickness of the deposited layer was from 4 to 5.5 mm.
Сварные наплавленные соединения были исследованы в состоянии после сварки и в состоянии после высокого отпуска 650°С в течение 10 часов.Welded welded joints were examined in the state after welding and in the state after high tempering at 650 ° C for 10 hours.
Были выполнены металлографические исследования следующих зон соединения:Metallographic studies were performed on the following compound zones:
- 1 слой наплавленного металла толщиной 0,5-1,0 мм, прилегающий к линии сплавления;- 1 layer of deposited metal with a thickness of 0.5-1.0 mm, adjacent to the fusion line;
- наплавленный металл последующих слоев.- deposited metal of subsequent layers.
Проведенные металлографические исследования показали:Metallographic studies showed:
Первый слой в состоянии после сварки не содержит следов закалочных структур и имеет невысокую твердость (Нµ). Холодные трещины не выявлены.The first layer in the state after welding does not contain traces of quenching structures and has a low hardness (Nµ). Cold cracks were not identified.
Химический состав изменился по сравнению с исходным составом сварочной проволоки, при этом уменьшилось содержание ферритной фазы. Вместе с тем, несплошности, имеющие характер кристаллизационных трещин, микротрещины и надрывы не выявлены.The chemical composition has changed in comparison with the initial composition of the welding wire, while the content of the ferrite phase has decreased. At the same time, discontinuities having the character of crystallization cracks, microcracks and tears were not revealed.
Последующие слои наплавленного металла имеют двухфазную аустенитно-ферритную структуру с содержанием феррита до 9%. Несплошности типа горячих трещин отсутствуют.The subsequent layers of the deposited metal have a two-phase austenitic-ferritic structure with a ferrite content of up to 9%. There are no discontinuities like hot cracks.
В состоянии после высокого отпуска требуемое качество наплавленного металла по всей толщине обеспечено.In the state after high tempering, the required quality of the deposited metal over the entire thickness is ensured.
Выполнены испытания металла 1-го слоя наплавки и металла последующих слоев на стойкость против межкристаллитной коррозии при испытание образцов в растворе серной кислоты по методу АМУ, ГОСТ 6032-2003. Образцы подвергнуты высокому отпуску при температуре 650°С в течение 10 часов. Склонность к межкристаллитной коррозии не выявлена.The metal of the 1st layer of surfacing and the metal of subsequent layers were tested for resistance to intergranular corrosion when testing samples in a solution of sulfuric acid according to the AMU method, GOST 6032-2003. Samples were subjected to high tempering at a temperature of 650 ° C for 10 hours. A tendency to intergranular corrosion has not been identified.
Применение изобретения обеспечивает сочетание повышенных оптимальных значений прочности, пластичности, стойкости к хрупкому разрушению за счет исключения межкристаллитной коррозии при выполнении сварных соединений разнородных сталей.The application of the invention provides a combination of increased optimal values of strength, ductility, resistance to brittle fracture due to the exclusion of intergranular corrosion when performing welded joints of dissimilar steels.
Claims (1)
при этом она обеспечивает получение двухфазной аустенитно-ферритной структуры наплавленного металла с содержанием ферритной фазы 5-10%. Welding wire for welding and surfacing parts from dissimilar steels containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, chromium, nickel, copper, cobalt, niobium, nitrogen and iron, characterized in that it additionally contains tin and antimony, while carbon , nitrogen, nickel, manganese are combined in an austenite-forming group of elements, and silicon, chromium and niobium are included in a ferrite-forming group of elements in the following ratio of components, wt.%:
however, it provides a two-phase austenitic-ferritic structure of the weld metal with a ferrite phase content of 5-10%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133770/02A RU2443530C1 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Welding wire for welding and building-up of parts from diverse steels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133770/02A RU2443530C1 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Welding wire for welding and building-up of parts from diverse steels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2443530C1 true RU2443530C1 (en) | 2012-02-27 |
Family
ID=45852207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010133770/02A RU2443530C1 (en) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Welding wire for welding and building-up of parts from diverse steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2443530C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3096326A4 (en) * | 2014-01-14 | 2017-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method, repair method, and reactor vessel |
RU2650367C2 (en) * | 2012-11-28 | 2018-04-11 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Welding material for weld cladding |
RU2796567C1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-05-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | WIRE MARK “Св-08Х21Н10М2Г4АФБ” FOR WELDING HIGH-STRENGTH STEEL |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1659522A1 (en) * | 1989-07-10 | 1991-06-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Corrosion-resistant weldable austenite-ferrite steel |
RU2014192C1 (en) * | 1992-05-21 | 1994-06-15 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Composition of welding wire for welding high-alloy corrosion resistant austenite-ferrite steel |
RU2188109C2 (en) * | 2000-05-11 | 2002-08-27 | Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Composition of welding tape and wire |
RU2238831C1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-10-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" | Composition of welding strip and wire |
-
2010
- 2010-08-13 RU RU2010133770/02A patent/RU2443530C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1659522A1 (en) * | 1989-07-10 | 1991-06-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Corrosion-resistant weldable austenite-ferrite steel |
RU2014192C1 (en) * | 1992-05-21 | 1994-06-15 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Composition of welding wire for welding high-alloy corrosion resistant austenite-ferrite steel |
RU2188109C2 (en) * | 2000-05-11 | 2002-08-27 | Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Composition of welding tape and wire |
RU2238831C1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-10-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" | Composition of welding strip and wire |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650367C2 (en) * | 2012-11-28 | 2018-04-11 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Welding material for weld cladding |
US10807203B2 (en) | 2012-11-28 | 2020-10-20 | Esab Sweden Ab | Welding material for weld cladding |
EP3096326A4 (en) * | 2014-01-14 | 2017-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method, repair method, and reactor vessel |
US10354764B2 (en) | 2014-01-14 | 2019-07-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method, repairing method, and nuclear reactor vessel |
RU2796567C1 (en) * | 2022-05-19 | 2023-05-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | WIRE MARK “Св-08Х21Н10М2Г4АФБ” FOR WELDING HIGH-STRENGTH STEEL |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6140836B2 (en) | High-strength austenitic steel material with excellent toughness of weld heat-affected zone and method for producing the same | |
EP2180074B1 (en) | High-strength low-alloy steel excellent in the resistance to high-pressure hydrogen environment embrittlement and process for manufacturing the steel | |
EP2811045B1 (en) | Base metal for high-toughness clad steel plate giving weld with excellent toughness, and process for producing said clad steel plate | |
KR20180095639A (en) | Welding materials for ferritic heat resistant steels, welded joints for ferritic heat resistant steels and ferritic welded joints for heat resistant steels | |
JP5509923B2 (en) | Method for producing high-tensile steel sheet having a tensile strength of 1100 MPa or more for laser welding or laser-arc hybrid welding | |
KR102048479B1 (en) | Austenitic Heat-resistant Alloys and Welded Structures | |
CA2860605C (en) | Abrasion resistant welded steel pipe and method of producing the same | |
JPS629646B2 (en) | ||
US20150159246A1 (en) | Base material for high-toughness clad steel plate and method of producing the clad steel plate | |
KR102265769B1 (en) | High Mn austenitic stainless steel for hydrogen with excellent weldability, welded joints and hydrogen equipment using the same, and method for manufacturing welded joints | |
JP6870748B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
JP6870750B2 (en) | Welding materials for austenitic heat-resistant steels, weld metals and welded structures, and methods for manufacturing welded metals and welded structures. | |
JP5605304B2 (en) | Steel materials excellent in fatigue crack growth resistance and low temperature toughness of weld heat affected zone, and manufacturing method thereof | |
AU2006251093B2 (en) | Steel for submarine hulls with improved weldability | |
RU2443530C1 (en) | Welding wire for welding and building-up of parts from diverse steels | |
KR101974012B1 (en) | Method of Welding Dissimilar Metals of Stainless Steel and Carbon Steel and Weld Metal by the same | |
RU2443529C1 (en) | Welding wire for welding or building up of diverse steels | |
US20210292876A1 (en) | Austenitic Heat Resistant Alloy and Welded Joint Including the Same | |
KR101674748B1 (en) | Laser wellding material for stainless steel and welded metal produced thereby | |
KR101482343B1 (en) | High strength austenitic steel having excellent toughness of heat affected zone and method for manufacturing the same | |
JP4465066B2 (en) | Welding materials for ferrite and austenitic duplex stainless steels | |
RU2440876C1 (en) | Welding wire for welding structural parts from diverse steels | |
JP2021143387A (en) | Clad steel plate and manufacturing method thereof | |
JPS59159972A (en) | Steel material for chain with high strength and toughness | |
KR101482344B1 (en) | High strength austenitic steel having excellent toughness of heat affected zone and method for manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140814 |