SU1752814A1 - Чугун дл сварочных электродов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к чугунам дл  электродов, и может быть использовано дл  сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Целью изобретени   вл етс  устранс-ние трещинообразовани  и повышение прочности и пластичности сварного шва при сварке массивных отливок из высокопрочного чугуна с толщиной стенок более 0,1 м. Предложенный чугун содержит, мае %: углерод 3,8-4,2; кремний 3,5-4,5; марганец 0,01-0,2; хром 0,01-0,05; алюминий 0,01-0,05; магний 0,09-0,15; кальций 0,05-0,15; редкоземельные металлы 0,05- 0,15; титан 0,01-0,05; ванадий 0,01-0,05, барий 0,005-0,05; азот 0,001-0,03; никель 0,25-1,00; железо остальное. Сварной шов имеет следующие механические свойства предел прочности при раст жении 450- 460 МПа, относительное удлинение 15- 16%, твердость 160-165 НВ, структура чугуна в шве ферритоперлитна  с шаровидной формой графита, трещины после сварки отсутствуют. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к изысканию чугунов дл  электродов , и может быть использовано дл  сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Целью изобретени   вл етс  устранение трещинообразовани  и повышение прочности и пластичности сварного шва при сварке отливок из высокопрочного чугуна с толщиной стенок более 0,1 м.

Предлагаемый чугун содержит углерод, кремний, хром, алюминий, магний, кальций,1 редкоземельные металлы (РЗМ), титан, ванадий , барий, азот, никель и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Алюминий

Магний

Кальций

РЗМ

Титан

Ванадий

Барий

Азот

Никель

Железо

3,8-4,2

3,5-4,5

0,01-0,2

0,01-0,05

0,01-0,05

0,09-0,15

0,05-0,15

0,05-0,15

0,01-0,15

0,01-0,05

0,005-0,05

0,001-0,03

0,25-1,0

Остальное

Дополнительное введение в состав чугуна никел  (0,25-1,0 мас.%) способствует усгранению трещин е сварном швй, увэлмчи веет пластические свойства, особенно отно смтельное удлинение,

При наличии в чугуне менее 0,25 мас.% никел  пластические свойства его не увечи чиваютс . При вводе в состав более 1 мзс.% никел  относительное удлинение шва попы шаетс  незначительно. Из-за дефицитности и дороговизны никел  ввод его в состав чугуна в количестве более 1 мас.% зксчюг „1- чески иецелесооОрззен,

Повышение содержани  креммил Е ч/- гуне (3,5-4,5 мас.%) обеспечивает пшгуче ни е в сварном шве структуры чугуна Ьпз цемента, резко снижающего пластические свойства чугуна. При наличии в составе менее 3,5 мас.% кремни , в сварном шве по вл ютс  отдельные включении цементита Ввод в состав чугуна бопее 4,5 мас.% кремни  приводит к понижению пластических свойств шва, особенно в зоне термического вли ни .

Повышение содержани  модифицирую щих элементов в составе чугуна (мзгмп  ,15 мас.%, кальци  0,05-0,15 мас.%, РЗМ 0,05-0,15 мас.%) способствует получению в сварном шве шаровидной формы графита вместо пластинчатой, что приводит к резкому повышению механических свойств чугуна, особенно пластичности. При спдер- жании в составе чугуна дл  электродов ме нее 0,09 мас.% магни , менее 0,05 .% кальци  и менее 0,05 мас.% РЗМ в структуре сварного шва получаетс  смешанна  форма графита (пластинчата  и шароридчэч), вызывающа  резкое понижение его пппгли ческих свойств, что способствует образованию трещин в околошспной зоне ;ивг. ри наличии в составе более 0,15 мас,% магни  и более 0,15 мас.% РЗМ в сварном шъе по вл ютс  включени  цементита ре°ко снижающие пластические свойства сгг.рно- го шва. При содержании в составе Полое 0,15 мас.% кальци  в сварном шве ютс  крупные вклю«ени  графита, что также в некоторой мере способствует снижи шю пластических свойств металла шва.

Наличие в составе чугуна дл  электродов легирующих элементов, таких как мор- ганец, хром, титан, ванадий, способствует повышению прочности при раст жении. Бд- рий в составе чугуна совместно с магнием, кальцием и РЗМ  вл етс  элементом-модификатором , способствующим получению шаровидной формы графита.

Углерод совместно с кремнием cnof об- ствуют графитизации чугуна. Алюминий в состава чугуна,  вл  сч раскислителем одновременно , наход сь в таком малом коо чее-тж г.пргобстоу г графмтмзацми чугуна устрам ст образование цементита

Наличие в чугуне азота в количестве 0,001-0,03 мас.% способствует обрззова нию нитридов впн ди , титана, марганца, которые  вл ютс  дополнительными цеш- рами кристаллизации, способствующими получению мелкозернистой ст руктуры свар ного шва.

П р и м е р. Изготавливают и испытыпа- 0 г предлагаемый сое гав чутуна дл  электро дос г целью пролррл на спорив 1рмость, к чРС ио и свойства I. ег-члла шиа

Состав исследуемых чугуноп дл  лект родов приведен в абл. 1,

I Исбходимыи состав олекгродов получено Ту тем вынлавк / ИСАОДНОГО чугуна со- дсрж-млего у1лерод, - ромний марганец хроп алюминий титан ванадий и последующем о его модпф чцировгыи комплексными модификаторами тиг.  СМГ2 содержащими г/агиий, кальций барий РЗЫ Дл  оптимизации состава по модифи- циру-оцим эпсментам 4тпольэуют пигатуру гг(,с)0 f- llVi 30, никель ,ую пигатуру и ерроиилнции сЪС75 С улучшени  качества и СВШ/ICTD чу-уна продувают азоГ0 1

Из изготовленною cociana uyivna отливаю , электроды в ииде прутков д амот- ром G 3 мг1 и длкнсй 200-100 мм

Проверку Hd ссарисземость и каиеонзо сварного шва пр .Езод  на пластинах размером 250x250x110 мм птлитых из высокопрочного чугуна с шаровидным i рафитом Механические свойства чугуна пластин предел прочности при раст  епмп 435 -485 МПа относительное удлигеьио 13-197о твердое L 150-1GO -Л Пластины с разде лгнп м  кромками под /г лом 45° полот ре- еают до 600°С. а за том провод т сварку зле тродугопым способом. Из сварного шва вырезаюi образцы дл  испытаний качества L: свойств сеарною металпэ

Результаты испытаний приведены в табп. 2.

Сравнительный анализ результатов т-тбл 2 показывает что наилучшие показа т ели по качеству шва, его механическим, пластическим свойствами, грещиноустои- чмвостп попучают npii составах электродов 1-3. При применении других составов (-5), не соответствующих предлагаемому составу , / известного состава 6 в ст руктуре чугуна о сварном шве образуетс  смешанна  форма (руфита, имеютс  включени  цементита, а в самом сварном типе обнаруживаютс  трещины.

Испытани  предла аемо О состава чугу- н  .л  олектр;;.л,ов показывают эффект ивность применени  его дл  сварки и заварки дефектов отливок, изготовл емых из высокопрочного чугуна {например цилиндров, коленчатых валов дл  дизелей и газомото компрессоров и др)

Claims (1)

1. Формула изобретени  Чугун дл  сварочных электродов, содер- жэщий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, магний кальций, редкоземельные металлы, титан, ванадий, барий, азот и железо, о т л и ч a so щ и и с   тем, что, с цепью устранени  терщинообразовэнм  и повышени  прочности и пластичности сварного шва при сварке отлмвок из высокопрочного чугуна с толщиной стенок более 0,1 м, он дополнительно содержит никель

   0

   5

   при следующем соотношении компонентов,

   мас.%1

   Углерод3,8-4,2

   Кремний3,5-4,5

   Марганец0,01-0,2

   Хром0,01-0,05

   Алюминий0,01-0,05

   Магний0,09-0,15

   Кальций0,05-0,15 Редкоземельные

   металлы0,05-0,15

   Титан0,01-0,05

   Ванадий0,01-0,05

   Бггрии0,005-0,05

   Азот0,001-0,03

   Никель0,25-1,0

   ЖелезоОстальное

   1 tbO16,0165Феррито-перлитнз  (перлитаОтсутствует

   до 15%). Графит шаровидной форны

   2 5515, 162Феррито-пео итча  (перлита- до 10%). Графит шаровидной формы

   31 5015,0161То же- It35П3 ,6260Перлито-фе-рритнач (ферита до Имеютс  трещины

   10%). Графит смешанной формы

   53602,8277Черлито-йерритнач (еррита- до 5%, цементита до 10). Граф т смешанной формы

   63002,0 180Перлито-ферритма  (феррита- fo 10%). Граф IT пластинча тый

   Таблица 1