RU60888U1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU60888U1 RU60888U1 RU2006133705/22U RU2006133705U RU60888U1 RU 60888 U1 RU60888 U1 RU 60888U1 RU 2006133705/22 U RU2006133705/22 U RU 2006133705/22U RU 2006133705 U RU2006133705 U RU 2006133705U RU 60888 U1 RU60888 U1 RU 60888U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- silicon
- forming component
- iron ions
- cored wire
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Порошковая проволока относится к сварочному производству, а именно к наплавочным материалам, используемым для наплавки на детали из низколегированных и углеродистых сталей. Целью полезной модели является повышение хладостойкости за счет роста диффузионной подвижности в расплавленном металле ионов железа в его альфа и гамма кристаллических решетках благодаря ослаблению направленных связей в атомах железа при сохранении высокой ударной вязкости. Порошковая проволока содержит металлическую оболочку и сердечник. Оболочка выполнена из металла, например, стали или меди. Сердечник выполнен из шихты, которая включает защитный компонент, нитридообразующий компонент, кремнийсодержащий компонент, карбидообразующий компонент и компонент с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке. В качестве защитного компонента выбран графит. В качестве карбидообразующего компонента выбрана двуокись циркония. В качестве нитридообразующего компонента выбрана окись алюминия. В качестве кремнийсодержащего компонента выбрана двуокись кремния. В качестве компонентов с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке выбраны переходные элементы четвертого периода седьмой и восьмой группы периодической системы с радиусом ионов в пределах 0,72-0,8А° (Mi, Co, Mn). Компоненты выбраны при следующем соотношении, масс.%
переходный элемент четвертого
группы периодической системы с
Коэффициент заполнения проволоки равен 15-18%
Использование порошковой проволоки позволяет получить наплавленный слой, превышающий прототип по порогу хладостойкости на 15-20% и обеспечивающий ударную вязкость сопоставимую с ударной вязкостью прототипа.
Description
Полезная модель относится к сварочному производству, а именно к наплавочным материалам, используемым для наплавки на детали из низколегированных и углеродистых сталей.
Проблема, существующая в области наплавки на углеродистые и низколегированные стали, заключается в получении порошковой проволоки с высокой ударной вязкостью и достаточной хладостойкостью.
Известна порошковая проволока для наплавки [1], которая содержит металлическую оболочку, например из стали, и сердечник. Сердечник выполнен из шихты, которая содержит защитный компонент, нитридообразующий компонент, карбидообразующий компонент, кремнийсодержащий компонент. В качестве защитного компонента выбран графит, в качестве карбидообразующего компонента выбрана двуокись циркония, в качестве нитридообразующего компонента выбрана окись алюминия, в качестве кремнийсодержащего компонента выбрана двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, масс.%
| графит | 57,78-59,78 |
| двуокись циркония | 17,71-18,41 |
| двуокись алюминия | 0,22-0,24 |
| двуокись кремния | 22,28-23,57 |
Коэффициент заполнения проволоки равен 11,2-16,8%
Достоинство известной порошковой проволоки заключается в получении наплавленного металла с высокой ударной вязкостью. Это обусловлено тем, что в наплавленном слое отсутствуют поры за счет наличия в шихте двуокиси циркония и двуокиси алюминия. Восстановление в дуговом процессе циркония и алюминия из оксидов шихты приводит к связыванию азота, что предотвращает образование газовых пор, образуя в структуре наплавленного металла нитриды и, тем самым, повышая ударную вязкость.
Однако известная порошковая проволока имеет высокое значение порога хладноломкости. Это обусловлено тем, что карбиды циркония в структуре наплавленного металла помимо предотвращения газовых пор являются концентраторами напряжений. Наличие концентраторов напряжений в наплавленном металле, в свою, очередь понижает пластичность металла и уменьшает хладостойкость (tпx=-25°С).
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является порошковая проволока [2], которая состоит из металлической оболочки, например из стали, и сердечника. Сердечник выполнен из шихты, которая содержит защитный компонент, нитридообразующий компонент, карбидообразующий компонент, кремнийсодержащий компонент, компонент с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке. В качестве защитного компонента выбран мрамор, в качестве карбидообразующего и компонента с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке выбран ферромарганец, в качестве нитридообразующего компонента выбраны алюминиевый порошок и ферротитан, в качестве кремнийсодержащего компонента выбран ферросилиций, при следующем соотношении компонентов, масс.%
Соотношение компонентов шихты составляет, масс.%
| мрамор | 6,99-9,76 |
| ферромарганец | 2,8-3,66 |
| ферротитан | 2,1-2,44 |
| ферросилиций | 2,1-2,44 |
| алюминиевый порошок | 1,5-2,44 |
| железный порошок | 79,27-83,92 |
Коэффициент заполнения проволоки равен 30%
Достоинство известной порошковой проволоки заключается в получении наплавленного металла, обладающего высокой ударной вязкостью и пониженным порогом хладноломкости. Это обусловлено тем, что в наплавленном слое отсутствуют поры за счет наличия в шихте железного порошка, алюминиевого порошка и ферротитана. Наличие железного порошка в шихте приводит к уменьшению активной зоны сварочной ванны, что снижает растворение азота и водорода в расплавленном металле. Снижение азота и водорода в расплавленном металле предотвращает появления пор и, как следствие, повышению ударной вязкости. Наличие алюминия и ферротитана в шихте приводит к связыванию азота, что предотвращает образование газовых пор, при этом образуются твердые структурные составляющие (нитриды). Наличие ферромарганца приводит к незначительному повышению подвижности ионов марганца и железа в кристаллических решетках альфа и гамма железа, что повышает хладостойкость (tпx=-30°С).
Однако, диффузионная подвижность ионов марганца и железа кристаллических решетках в альфа и гамма железа ограничена наличием в составе ферромарганца углерода. Углерод образует в структуре металла карбиды марганца, которые связывают марганец, что приводит к понижению его диффузионную подвижность,
а также подвижность ионов железа. Это, в свою очередь, лимитирует порог хладноломкости.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в разработке порошковой проволоки, обладающей повышенной хладостойкостью за счет роста диффузионной подвижности в расплавленном металле ионов железа в его альфа и гамма кристаллических решетках благодаря ослаблению направленных связей в атомах железа при сохранении высокой ударной вязкости.
Для решении поставленной задачи в порошковой проволоке, содержащей металлическую оболочку, например из стали, и сердечника, выполненного из шихты, включающей защитный компонент, нитридообразующий компонент, кремнийсодержащий компонент, карбидообразующий компонент и компонент с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке, в качестве компонентов с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке выбраны переходные элементы четвертого периода седьмой и восьмой группы периодической системы с радиусом ионов в пределах 0,72-0,8А°, в качестве защитного компонента выбран графит, в качестве карбидообразующего компонента выбрана двуокись циркония, в качестве нитридообразующего компонента выбрана окись алюминия, в качестве кремнийсодержащего компонента выбрана двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, масс.%.
| графит | 56,6-58,84 |
| двуокись циркония | 17,43-18,04 |
| окись алюминия | 0,22-0,24 |
переходный элемент четвертого
| периода седьмой и восьмой | 1,5-2,0 |
группы периодической системы с
| радиусом ионов в пределах | 0,72-0,8А° |
| двуокись кремния | 22,01-23,09 |
и при коэффициенте заполнения проволоки равном 15-18%
Наличие существенных признаков отличающих заявляемое решение от прототипа свидетельствует о соответствии заявляемого решению критерию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявляемая порошковая проволока обладает высокой ударной вязкостью и низким порогом хладостойкости. Это обусловлено тем, что шихта содержит элементы четвертого периода седьмой, восьмой групп периодической системы, которые принудительно расщепляют уровни энергий электронов, достраивающихся оболочек в атомах железа. Расщепление уровня энергии электронов приводит к ослаблению направленных связей в альфа и гамма решетках, что повышает подвижность
и растворимость ионов железа в указанных решетках. Большое количество подвижных дефектов в кристаллических решетках приводит к локальному уплотнению атомов железа в кристаллических решетках и увеличению протяженности границ между уплотненными локальными зонами. Увеличение протяженности границ между уплотненными локальными зонами требует большого количества энергии для разрешения. При большем количестве энергии разрушения повышается уровень хладостойкости (tпx=-60°С).
Кроме того, малый радиуса иона переходных элементов четвертого периода седьмой и восьмой группы периодической системы с радиусом ионов в пределах 0,72-0,8А°, сопоставимый с радиусом иона железа, способствует облегчению процесса самодиффузии (перемещение атомов железа в решетке железа). Самодиффузия, в свою очередь, увеличивает количество дефектов кристаллической решетки, что также влияет на повышение уровня хладостойкости.
Порошковая проволока содержит металлическую оболочку и сердечник. Оболочка выполнена из металла, например, стали или меди. Сердечник выполнен из шихты, которая включает защитный компонент, нитридообразующий компонент, кремнийсодержащий компонент, карбидообразующий компонент и компонент с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке. В качестве защитного компонента выбран графит. В качестве карбидообразующего компонента выбрана двуокись циркония. В качестве нитридообразующего компонента выбрана окись алюминия. В качестве кремнийсодержащего компонента выбрана двуокись кремния. В качестве компонентов с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке выбраны переходные элементы четвертого периода седьмой и восьмой группы периодической системы с радиусом ионов в пределах 0,72-0,8А° (Ni, Co, Mn). Компоненты выбраны при следующем соотношении, масс.%
| графит | 56,6-58,84 |
| двуокись циркония | 17,43-18,04 |
| окись алюминия | 0,22-0,24 |
переходный элемент четвертого
| периода седьмой и восьмой | 1,5-2,0 |
группы периодической системы с
| радиусом ионов в пределах | 0,72-0,8А° |
| двуокись кремния | 22,01-23,09. |
Коэффициент заполнения проволоки равен 15-18%
Проволоку готовят следующим образом.
Пример 1.
Для приготовления шихты берут следующие компоненты 19 г (58,02%) графита, 5,9 г (17,84%) двуокиси циркония, 7,5 г (22,08%) окиси кремния, 0,07 г (0,24%) окиси алюминия, 0,34 г (1,8%) никеля. Компоненты перемешивают в смесителе в течение 20 минут.
После приготовления шихты ею заполняют металлическую оболочку, выполненную из стали 08 пс, при этом соотношение флюсового слоя к оболочке составляет 16,8%.
В остальных примерах проволоку готовят также как и в примере 1 с различным составом компонентов в шихте, которые приведены в таблице 1
| Таблица 1 | |||||||
| пример | Состав шихты | ||||||
| защитный компонент (графит) | нитридооб разующий компонент (окись алюминия) |
карбидооб разующий компонент (двуокись циркония) |
кремний- содержащий компонент (двуокись кремния) |
переходные элементы четвертого периода седьмой, восьмой групп периодической системы с радиусом ионов 0,72-0,8А° | |||
| Ni | Со | Mn | |||||
| Пример 1 | 19 г (58,02%) | 0,07 г (0,24%) | 5,9 г (17,84%) | 7,5 г (22,08%) | 0,34 г (1,8%) | ||
| Пример 2 | 19 г (58,02%) | 0,07 г (0,24%) | 5,9 г (17,84%) | 7,5 г (22,08%) | 0,34 г (1,8%) | ||
| Пример 3 | 19 г (58,2%) | 0,07 г (0,24%) | 5,9 г (17,84%) | 7,5 г (22,08%) | 0,34 г (1,8%) | ||
| Пример 4 | 15 г (52,8%) | 0,07 г (0,26%) | 5,9 г (20,3%) | 7,5 г (25,8%) | 0,18 г (0,6%) | ||
| Пример 5 | 15 г (52,8%) | 0,07 г (0,26%) | 5,9 г (20,3%) | 7,5 г (25,8%) | 0,18 г (0,6%) | ||
| Пример 6 | 15 г (52,8%) | 0,07 г (0,26%) | 5,9 г (20,3%) | 7,5 г (25,8%) | 0,18 г (0,6%) | ||
| Пример 7 | 22 г (60,99%) | 0,07 г (0,19%) | 5,9 г (16,36%) | 7,5 г (20,85%) | 0,52 г (1,2%) | ||
| Пример 8 | 22 г (60,99%) | 0,07 г (0,19%) | 5,9 г (16,36%) | 7,5 г (20,85%) | 0,52 г (1,2%) | ||
| Пример 9 | 22 г (60,99%) | 0,07 г (0,19%) | 5,9 г (16,36%) | 7,5 г (20,85%) | 0,52 г (1,2%) | ||
| Пример 10 | 10 г (41,64%) | 0,07 г (0,29%) | 5,9 г (24,51%) | 7,5 г (31,16%) | 0,7 г (2,4%) | ||
| Пример 11 | 10 г (41,64%) | 0,07 г (0,29%) | 5,9 г (24,51%) | 7,5 г (31,16%) | 0,7 г (2,4%) | ||
| Пример 12 | 10 г (41,64%) | 0,07 г (0,29%) | 5,9 г (24,51%) | 7,5 г (31,16%) | 0,7 г (2,4%) | ||
| Пример 13 | 27 г (65,74%) | 0,07 г (0,17%) | 5,9 г (14,31%) | 7,5 г (18,26%) | 0,9 г (3,0%) | ||
| Пример 14 | 27 г (65,74%) | 0,07 г (0,17%) | 5,9 г (14,31%) | 7,5 г (18,26%) | 0,9 г (3,0%) | ||
| Пример 15 | 27 г (65,74%) | 0,07 г (0,17%) | 5,9 г (14,31%) | 7,5 г (18,26%) | 0,9 г (3,0%) | ||
Пример 16.
Шихту готовят как в прототипе, при количестве 8 г (8,65%) мрамора, 3 г (3,24%) алюминиевого порошка, 3 г (3,24%) ферромарганца, 2 г (2,16%) ферросилиция, 3,5 г (3,78%) кремнефтористого натрия, 60 г (64,86%) железа, 2 г (2,16%) ферротитана. При соотношении флюсового слоя к оболочке 28,5%.
Порошковая проволока работает следующим образом:
На поверхность изношенных деталей, выполненных из низколегированных и углеродистых сталей, наплавляют порошковую проволоку. При наплавке происходит выделение большого количества тепла, влияющего на расплавление компонентов шихты и расплавление металла в зоне сплавления. В процессе остывания происходит кристаллизация и перемешивание слоя в однородную структуру.
Физико-механические свойства наплавленного металла приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| № примера | свойства | |
| порог хладноломкости, °С | ударная вязкостть, МДж/м2 | |
| 1 | -63 | 0,34 |
| 2 | -62 | 0,34 |
| 3 | -61,5 | 0,35 |
| 4 | -45 | 0,4 |
| 5 | -48 | 0,41 |
| 6 | -46 | 0,4 |
| 7 | -58 | 0,3 |
| 8 | -58,5 | 0,3 |
| 9 | -59 | 0,3 |
| 10 | -60 | 0,29 |
| 11 | -60,5 | 0,28 |
| 12 | -61 | 0,28 |
| 13 | -61 | 0,29 |
| 14 | -60 | 0,28 |
| 15 | -61 | 0,29 |
| 16 | -35 | 0,08 |
Использование порошковой проволоки позволяет получить наплавленный слой, превышающий прототип по порогу хладостойкости на 15-20% и обеспечивающий ударную вязкость сопоставимую с ударной вязкостью прототипа.
Источники информации принятые во внимание:
1. П. RU 55319 Кл. В 23 К 35/368, Порошковая проволока / Григоренко В.Г, Макиенко В.М, Строителев Д.В., Романов И.О.; Опубл. 10.08. 2006.
2. П. RU 2032515, Кл. 6 В 23 К 35/368, Состав шихты самозащитной порошковой проволоки / Иоффе И.С, Зеленова В.И, Матвеев В.А, Бугай А.И, Кобзарев В.Н. Патентообладатель: Иоффе И.С, Зеленова В.И, Матвеев В.А, Бугай А.И, Кобзарев В.Н.; Опубл. 10.04.95.
Claims (1)
- Порошковая проволока, содержащая металлическую оболочку, например из стали, и сердечник, выполненный из шихты, включающей защитный компонент, нитридообразующий компонент, кремнийсодержащий компонент, карбидообразующий компонент и компонент с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке, отличающаяся тем, что в качестве компонентов с повышенной растворимостью ионов железа в кристаллической решетке выбраны переходные элементы четвертого периода VII и VIII группы Периодической системы с радиусом ионов в пределах 0,72-0,8Å, в качестве защитного компонента выбран графит, в качестве карбидообразующего компонента выбрана двуокись циркония, в качестве нитридообразующего компонента выбрана окись алюминия, в качестве кремнийсодержащего компонента выбрана двуокись кремния, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит 56,6-58,84 Двуокись циркония 17,43-18,04 Окись алюминия 0,22-0,24 Переходный элемент четвертого периода VII и VIII группы Периодической системы с радиусом ионов в пределах 0,72-0,8Å 1,5-2,0 Двуокись кремния 22,01-23,09 и при коэффициенте заполнения проволоки, равном 15-18%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006133705/22U RU60888U1 (ru) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006133705/22U RU60888U1 (ru) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Порошковая проволока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU60888U1 true RU60888U1 (ru) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006133705/22U RU60888U1 (ru) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU60888U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637849C2 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Порошковая проволока для наплавки |
-
2006
- 2006-09-20 RU RU2006133705/22U patent/RU60888U1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637849C2 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Порошковая проволока для наплавки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100738726B1 (ko) | 저합금강 용접 금속 및 플럭스 함유 와이어 | |
| KR101512257B1 (ko) | 용접 열영향부의 인성이 우수한 강재 및 그 제조 방법 | |
| EP1295672A1 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
| WO2014109402A1 (ja) | 耐水素脆化感受性に優れた溶接金属及びサブマージアーク溶接用ソリッドワイヤ | |
| JP3375817B2 (ja) | 高クロムフェライト鋼用溶接ワイヤ | |
| CN108296667A (zh) | 一种用于水下焊接的药芯焊丝以及制备方法 | |
| JP5953648B2 (ja) | 溶接金属部の靭性に優れた鋼材のレーザ溶接継手及び溶接金属部の靭性に優れた鋼材のレーザ溶接継手の製造方法 | |
| JP2007136547A (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 | |
| RU60888U1 (ru) | Порошковая проволока | |
| JP2010168644A (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた厚鋼板 | |
| RU55319U1 (ru) | Порошковая проволока | |
| JP2679880B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| RU2471601C1 (ru) | Керамический флюс | |
| JP2001254141A (ja) | 靱性に優れた溶接金属 | |
| JP5244035B2 (ja) | 溶接金属 | |
| US9062361B2 (en) | Si-killed steel wire rod and spring excellent in fatigue properties | |
| JPS632592A (ja) | 低合金耐熱鋼溶接用フラツクス入りワイヤ | |
| JP3863849B2 (ja) | 溶接金属靭性に優れる大入熱エレクトロスラグ溶接用裏当 | |
| JP4424484B2 (ja) | 耐低温割れ性にすぐれた溶接継手および溶接材料用鋼材 | |
| JPH0545360B2 (ru) | ||
| JP2008163423A (ja) | 疲労特性に優れたＳｉキルド鋼線材およびばね | |
| RU2757824C1 (ru) | Плавлено-керамический флюс для наплавки | |
| JPS6045996B2 (ja) | セルフシ−ルドア−ク溶接用フラツクス入りワイヤ | |
| RU172042U1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
| RU2167752C1 (ru) | Электрод для сварки и наплавки |