SU1073050A1 - Состав сварочной проволоки - Google Patents

Abstract

СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ, преимущественно дл  сварки коррозионностойких сталей, содержащий углерод, азот, хром, никель, коемний , марганец, железо, о t л и чающийс  тем, что, с целью повышени  о.калиностойкости и трещиноустойчивости металла, сварного шва, состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 0,002-0,02 АЗОТ0,002-0,015 Хром30,0-35,0 Никель . 1,2-2,2 Кремний2,0-3,0 Марганец 4,0-6,0 Железо Остальное

Description

оо

Изобретение относитс  к сварочным материалам, конкретно к составу присадочной проволоки, предназначенной дл  сварки химической аппаратуры, с особыми требовани ми сопротивл емости воздействию высоких температур.

Известен состав сварочной прово локи содержащий следующие компоненты , мае.%: Углерод

0,002-0,02 Азот 0,002-0,015 20-27 Хром Молибден

1-3,8 0,4-0,8 Лантан

1-3 Никель Ниобий

0,2-0,4 Железо Остальное

Однако несмотр  на достаточно всокие механические свойства выполненных luBOB, последние не обладают требуемой окалиностойкостью при температурах 1100-1200 0, наиболее часто встречающихс  в эксплуатации пиролизных химических установок. Также известен состав сварочной проволоки С2, преимущественно дл  сварки корррзионностойких сталей , содержащий компоненты в следующем соотно иении, мае . % :

Углерод 0,001-0,2 Кремний3,5-5,5

Марганец 0,5-2 Хром - 27-30 Никель10-13

Медь0,5-2

Азот0,05-0,35

Железо Остальное Использование указанного состава не позвол ет получить свагэной шов, обладающий требуемой окалиностойкостью и трещиноустойчивостью.

Цель изобретени  - повызиение окалиностойкости и трещиноустойчивости металла сварного шва.

Дл  достижени  поставленной цели состав сварочной проволоки преимущественно дл  сварки коррозионностойких сталей, содержащий углерод , азот, хром, никель, кремний, марганец, железо, содержит компонеты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 0,002-0,02 Азот0,002-0,015

Хром30,0-35,0

Никель. 1,2-2,2

Кремний2,0-3,0

Марганец4,0-6,0

Железо Остальное Введение компонентов (азота и углерода),  вл ющихс  неизбежными при реальном производстве сварочной проволоки, в целом ухудшает механические свойства металла шва. О нако И13-за отсутстви  шихтовых матриалов и надежной технологии изготовлени  достичь содержани  углерода и азота в составе проволоки кажлого менее 0,002% практически невозможно . В то же врем  содержание их соответственно вьпие 0,02 и 0,015 приводит к выраженному уменьшению трещиноустойчивости.

Хром вводитс  в проволоку по пр мому назначению - дл  придани  требуемой окалиностойкостиi Вместе с тем концентраци  его откопректирована с учетом оптимального про влени  на окалиностойкость сварного шва. Так, в случае легировани  проволоки менее 30% хрома (при любом предлагаемом соотношении остальных компонентов) достичь удовлетворителной жаростойкости при 1200С у наплавленного металла не представл етс  возможным. В то же врем  содержание его свыше 35%, не оказыва  дальнейшего положительного вли ни  на рассматриваемый показатель качества, обуславливает снижение и, как следствие, трещиноустойчивости .

Никель относитс  к компонентам, вводимьм по пр мому назначению дл  улучшени  в зкости и сопротивл е/мости хрупкому разрушению. Тем не менее в предлагаемом составе сварочной проволоки концентрации его также изменены, что св зано со следующими экспериментально установленными фактами. Во-петзвьгх, при легировании проволоки менее 1,2% никел , например 1,0%, заварениые ею под флюсом швы, про вл ют низкую трещиноустойчивость и обладают неудовлетворительными механическими свойствами (пластичностью). Во-вторых , превышение никел  против 2,5% вызывает образование в структуре наплавленного металла остаточного аустенита, привод щего к резкому снижению окалиностойкости вследствие выраженной неоднородности распределени  легирующих элементов в составл ющих гетерогенной структуры аустените и Леррите.

Кремний и маргд,нец - компоненты которые придают проволоке требуемые свойства, металла;шва, так как обуславливают дискретное изменение его окалиностойкости и третиноустойчивоти . Дл количественной рценки воздействи ЭТИХ элементов испытани м подвергают -р д составов, в которых конп.ентрацию кремни  и марганца измн ют соответственно в пределах 1-4 и 2-8%, а содержание прочих элементов назначают согласно установленным пЪеделам. Одновременно с этим испытани м подвергают также и р д известных составов.

Все эксперименты поовод т с привлечением образцов из наиболее характерной дл  жаростойкой химаппаратуры стали 08Х23С2Ю. Сварку проволоками всех составов выполн ют на

стандартном оборудовании и режимах под серийным флюсом АН-26, а также в среде углекислого газа.

Наилучшими свойствами (окалиностойкостью и трещиноустойчивостью) обладают сварные швы, выполненные .проволокой с содержанием 2,8% кремни , 5,5% марганца и остальных ингредиентов в предлагаемых пределах При этом положительное воздействие указанных компонентов про вл етс  лишь при условии совместного их введени  в состав предлагаемой проволоки. Так, при легировании предлагаемой проволоки (при содержании никел  3,0%, кремни  2,2% и хрома 30%) , выполненные под флюсом и в углекислом газе швы хот  и обладают наиболее высокой окалиностойкостью , однако отличаютс  весьма низкой пластичностью и сопротивл емостью хрупкому разрушению что обуславливает по вление в них трещин при сварке.

С другой стороны, легирование проволокой, содержащей только 6%

марганца (при содержании 1,2% никел  и 35% хрома - состав 9), не позвол ет достичь требуемой окалиностойкости сварных швов, хот  и отмечаетс  их достаточно высокие пластичность и трещиноустойчивость, св занна  с наличием в структуре остаточного аустенита. Совместное введение в предлагаемый состав менее 2% кремни  и 4% марганца мало сказываетс  на окалиностойкости и трещиноустойчивости, выполненных под флюсом и в углекислом газе сварных швах; превышение же этих компонентов соответственно вьлие 3 и 6% не приводит к дальнейшему улучшению требуемых свойств и в отдельных случа х может отрицательно сказатьс  на трещиноустойчивости и жаростойкости. По этой причине пределы содержани  кремни  и марганI .a в составе проволоки ограничены до 2-3 и 4-6%.

В таблице приведены состав сварочной проволоки и свойства сварного шв а.

0,015.

0,015

0,015

0,0100 ,010

0,011

0,012

0,013

0,011

0,002

0,015

0,8 0,4

3,1

3,0 3,0 2,0 3,0 2,8 3,0

4,0

2,0 3 ,0

Примечание. Предельную окалиностойкость вы вл ют гравиметрическим методом, а за покс1затель ее принимали максимальное значение температуры, вызьЗвающей резкое изменение коррозионной стойкости (изменение веса образца). Относительную трещиноустойчивость оценивают испытани ми на деформационный параметр - при значени х его менее 0,01 мм сварные швы имели трещины.

Оптимальными  вл ютс  составы 7, кремнц  и марганца состоит в образоII и 12.вании поверхностных пленок требуемоПредполагаемый механизм благо- го, с точки зрени  окалиностойкоспри тного совместного воздействи  5. состава, имеющих хоро1чую адгеПродолжение таблицы

зию с металлом и способствующих подавлению нежелательных диффузионн.ых процессов, а также повш-чению показателей в зкости высоколегированного феррита.

Предлагаемый состав проволоки в отличие от базового объекта, в качестве которого прин т аналог, позвол ет достичь требуемые окалиностойкость и трещиноустойчивость швов при сварке особоокалиностойких ферритных сталей под Флюсом и в среде углекислого газа. Предлагаемый состав проволоки отличаетс 

простотой в производстве и использовании; он может примен тьс  во всех отрасл х машиностроени , изготавливающих сварные конструкции из окалиностойких сталей. Экономический эффект от внедрени  предлагаемого состава проволоки составл ет ориентировочно 5-6 руб/кг наплавленного металла, что достигаетс  за счет отказа от использовани 

дл  сварки ранее рекомендуемых инертных газов, повышени  на 10-15% производительности работ и улучшени  трещиноустойчивости и окалиностойкости .

Claims (1)

1. повышения окалиностойкости й трещиноустойчивости металла.сварного шва, состав содержит компоненты следующем соотношении, мас.%:

   0,002-0,02

   0,002-0,015 30,0-35,0 1,2-2,2 2,0-3,0 4,0-6,0

   Остальное