RU2566243C2 - Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей - Google Patents
Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566243C2 RU2566243C2 RU2014105990/02A RU2014105990A RU2566243C2 RU 2566243 C2 RU2566243 C2 RU 2566243C2 RU 2014105990/02 A RU2014105990/02 A RU 2014105990/02A RU 2014105990 A RU2014105990 A RU 2014105990A RU 2566243 C2 RU2566243 C2 RU 2566243C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- reactor
- steels
- nickel
- weld metal
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для автоматической сварки реакторных сталей при изготовлении изделий в энергетическом машиностроении. Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей содержит, мас.%: углерод от более 0,1 до 0,14, кремний 0,05-0,32, марганец 0,6-1,1, хром 1,5-2,1, никель 0,9-1,8, молибден 0,5-0,9, титан 0,05-0,12, ниобий 0,001-0,01, бор 0,0001-0,001, железо и примеси - остальное. Содержание компонентов удовлетворяет следующему соотношению: (0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5. Снижается критическая температура хрупкости металла шва до минус 15°C при одновременном повышении его прочностных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к производству сварочных материалов и может быть использовано для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса при изготовлении изделий в атомном энергетическом машиностроении.
Для обеспечения надежности и долговечности оборудования металл сварного шва должен обладать комплексом технологических и служебных свойств: высокой прочностью и пластичностью, низкой температурой хрупко-вязкого перехода (Тк0), стойкостью против тепловой хрупкости.
Значительная часть энергетического оборудования изготавливается из теплоустойчивой стали типа ВК-2 (марки 15Х3НМФА, 15Х2НМФА), которая обладает высокой прочностью и пластичностью при температуре эксплуатации до 350°C. К металлу сварных швов, этой стали предъявляются определенные требования по прочностным и пластическим характеристикам, а также по критической температуре хрупкости (таблица №1). Однако в подавляющем большинстве случаев фактические показатели критической температуры хрупкости металла шва значительно выше, критической температуры хрупкости основного металла, кроме этого зачастую используемые сварочные материалы не обеспечивают получение равнопрочных сварных соединений. Это приводит к тому, что в оборудовании, изготовленном с применением этой марки проволоки, сварные швы являются наиболее слабым звеном. Во многом это связано с ограничением в составе сварочных материалов такого элемента, как никель. Высокое содержание никеля является причиной пониженной радиационной стойкости металла, что под воздействием нейтронного облучения приводит к значительному сдвигу критической температуры хрупкости в область положительных температур. Именно, температура хрупко-вязкого перехода сварных швов, расположенных напротив активной зоны, является основным фактором, лимитирующим продолжительность срока службы корпуса атомного реактора и всей АЭС в целом. В последние годы при конструировании новых типов реакторов наметилась тенденция к увеличению их срока службы до 60 лет и более, а также к увеличению толщин деталей корпуса до 500 мм. Развитие черной металлургии позволяет обеспечивать получение крупногабаритных поковок высокого качества, критическая температура хрупкости которых находится в интервале температур от -30 до -80°C. С одной стороны, увеличение габаритов поковок позволяет вынести сварные швы за пределы активной зоны, за счет чего снимается вопрос их радиационной стойкости металла шва, с другой стороны, повышаются требования к прокаливаемости сварных швов в толщинах до 500 мм.
Для сварки теплоустойчивых сталей типа ВК-2 применяется проволока марки Св-09ХГНМТАА-ВИ по ТУ 14-1-3675, имеющая следующие ингредиенты, %:
Наиболее близким к заявленному составу является сварочная проволока по патенту №2445036 - прототип, имеющая следующие ингредиенты, %:
Недостатком указанного состава является высокая температура хрупко-вязкого перехода металла шва и его низкие прочностные характеристики по сравнению с основным металлом.
Техническим результатом настоящего изобретения является снижение критической температуры хрупкости металла шва до минус 15°C при одновременном повышении его прочностных характеристик до уровня, который обеспечивает основной металл (таблица 1).
Технический результат достигается тем, что сварочная проволока, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, титан, ниобий, бор, ванадий, олово, медь, алюминий, сурьму, мышьяк, кобальт, азот, серу, фосфор, согласно изобретению содержит компоненты при следующим соотношении, мас.%:
при этом соотношение следующих элементов не должно превышать (0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5.
Увеличение вязких характеристик при пониженных температурах достигается за счет увеличения содержания в составе проволоки никеля. Никель - один из наиболее эффективных легирующих элементов, способствующих повышению прокаливаемости стали. В указанных пределах легирование никелем способствует получению наиболее благоприятных с точки зрения вязких и прочностных свойств структур, а именно структуры нижнего бейнита. Структура нижнего бейнита после проведения высокого отпуска обеспечивает наиболее высокие вязкие характеристики металла шва в области отрицательных температур. При дальнейшем повышении содержания никеля вязкие характеристики металла шва снижаются за счет интенсификации процессов отпускной хрупкости. Введение никеля в количестве ниже заявленного предела не может гарантировать обеспечения требуемой температуры хрупко-вязкого перехода металла шва.
На основании экспериментальных исследований было установлено оптимальное соотношение между углеродом и такими карбидообразующими элементами, как хром, ванадий и ниобий, которое позволяет обеспечить высокую стойкость металла к тепловому охрупчиванию,
(0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5.
Невыполнение этого соотношения приводит к существенному охрупчиванию металла шва в результате длительных тепловых выдержек за счет того, что со временем легирующие элементы, не связанные в прочные карбиды образуют хрупкие межзеренные интерметаллидные прослойки.
Таким образом, задача создания новой сварочной проволоки заключается в оптимизации содержания легирующих элементов с целью обеспечения температуры хрупко-вязкого перехода металла сварного шва не более -15°C при обеспечении требуемых характеристик прочности.
При легировании сварочной проволоки вне заданных пределов в соответствии с заявленными состав сварочной проволоки становится неоптимальным, что проявляется в значительном снижении вязких характеристик металла шва в области отрицательных температур.
На производственной базе ОАО МЗ «Электросталь» ЦНИИ КМ "Прометей" провел комплекс лабораторных и опытно-промышленных работ по выплавке, пластической обработке и изготовлению опытных партий сварочной проволоки. Во ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» были изготовлены сварные пробы и проведены их испытания.
Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения механических свойств представлены в табл. №2 и 3.
Ожидаемый технико-экономический эффект от использования новой сварочной проволоки для изготовления корпусов реакторов АЭУ перспективных проектов по сравнению с прототипом выразится в повышении эксплуатационной надежности и ресурса изделий при обеспечении повышенной безопасности за счет снижения температуры хрупко-вязкого перехода металла сварных швов.
Claims (2)
1. Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, титан, ниобий, бор и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод от более 0,1 до 0,14, кремний 0,05-0,32, марганец 0,6-1,1, хром 1,5-2,1, никель 0,9-1,8, молибден 0,5-0,9, титан 0,05-0,12, ниобий 0,001-0,01, бор 0,0001-0,001, железо и примеси - остальное, при этом содержание компонентов удовлетворяет следующему соотношению:
(0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5.
(0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5.
2. Проволока по п.1, отличающаяся тем, что в качестве примесей она содержит, мас.%: ванадий не более 0,05, медь не более 0,06, олово не более 0,001, сурьма не более 0,005, алюминий не более 0,02, фосфор не более 0,006, мышьяк 0,005, кобальт не более 0,02, азот не более 0,015, сера не более 0,006.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105990/02A RU2566243C2 (ru) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105990/02A RU2566243C2 (ru) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014105990A RU2014105990A (ru) | 2015-08-27 |
RU2566243C2 true RU2566243C2 (ru) | 2015-10-20 |
Family
ID=54015318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014105990/02A RU2566243C2 (ru) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2566243C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2036763C1 (ru) * | 1992-10-07 | 1995-06-09 | Институт электросварки им.Е.О.Патона АН Украины | Сварочная проволока |
US6110301A (en) * | 1998-07-21 | 2000-08-29 | Stoody Company | Low alloy build up material |
EP1500457A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-01-26 | Nippon Steel Corporation | Method for producing an ultrahigh strength welded steel pipe excellent in cold cracking resistance of weld metal |
RU2446036C2 (ru) * | 2010-06-02 | 2012-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" Фгуп "Цнии Км "Прометей" | Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса |
-
2014
- 2014-02-18 RU RU2014105990/02A patent/RU2566243C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2036763C1 (ru) * | 1992-10-07 | 1995-06-09 | Институт электросварки им.Е.О.Патона АН Украины | Сварочная проволока |
US6110301A (en) * | 1998-07-21 | 2000-08-29 | Stoody Company | Low alloy build up material |
EP1500457A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-01-26 | Nippon Steel Corporation | Method for producing an ultrahigh strength welded steel pipe excellent in cold cracking resistance of weld metal |
RU2446036C2 (ru) * | 2010-06-02 | 2012-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" Фгуп "Цнии Км "Прометей" | Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014105990A (ru) | 2015-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2659523C2 (ru) | Сварное соединение | |
CN107138876B (zh) | 一种抗高温蠕变的低镍含铜型t/p92钢焊材 | |
Arivazhagan et al. | Microstructure and mechanical properties of 9Cr-1Mo steel weld fusion zones as a function of weld metal composition | |
JP2016153140A (ja) | クラッド鋼の製造方法 | |
JP5780598B2 (ja) | 溶接管構造高温機器用オーステナイト系ステンレス鋼 | |
EP2803741A1 (en) | Low alloy steel | |
WO2015190574A1 (ja) | 肉盛溶接体 | |
RU2373037C1 (ru) | Состав сварочной проволоки | |
RU2595305C1 (ru) | Сварочная проволока для сварки разнородных сталей | |
RU2566243C2 (ru) | Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей | |
RU2451588C2 (ru) | Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса | |
RU2446036C2 (ru) | Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса | |
RU2383417C1 (ru) | Малоактивируемый коррозионно-стойкий сварочный материал | |
JPWO2016158870A1 (ja) | ステンレス鋼溶接継ぎ手および燃料改質器用ステンレス鋼 | |
KR20190062488A (ko) | 오스테나이트계 내열 합금 및 그것을 이용한 용접 이음매 | |
RU2397269C2 (ru) | Высокопрочная свариваемая сталь | |
CN102839333A (zh) | 一种钢材、包括其的抽油杆、及钢材的应用 | |
JP2009082948A (ja) | 溶接継手 | |
KR20160081265A (ko) | 스테인리스강과 탄소강의 이종금속 용접방법 | |
RU2397272C2 (ru) | Сталь для корпусных конструкций атомных энергоустановок | |
RU2448196C2 (ru) | Сталь для корпусных конструкций атомных энергоустановок | |
JP6181947B2 (ja) | 溶接金属 | |
RU2716922C1 (ru) | Аустенитная коррозионно-стойкая сталь с азотом | |
RU2403313C2 (ru) | Сталь для нефтехимического оборудования | |
RU2414522C1 (ru) | Жаропрочная сталь для паросиловых установок и энергоблоков со сверхкритическими параметрами пара |