SU941110A1 - Состав сварочной проволоки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени  и металлургии и может быть использовано дл  сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Получение сварнолитых отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и исправление дефектов отливок  вл ютс  задачами, окончательно не решенными в области литейного производства.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает р дом специфических свойств, каК стремление его кристаллизоватьс  по метастабильной системе (с отбелом ), как склонность его ввиду низких пластических свойств к образованию треш;ин , что в свою очередь в сильной степени затрудн ет применение сварки и заварки.

Особенно большие трудности встречаютс  при получении сварного шва с высокими физико-механическими свойствами, с высокой износостойкостью, коррозионной стойкостью и др.

Известен 1 состав сварочной проволоки дл  сварки и заварки дефектов отливок из высокопрочного чугуна, содержаш.ий следующие компоненты, вес. %:

Углерод2,5-4

Кремний1,5-3,9

Марганец0,01-0,4

Хром0,01-0,05

Никель0,5--2,5

Медь0,1 - 1

Магний0,09-0,15

Кальций0,02-0,1

Редкоземельные

металлы0,01-0,1

Ванадий0,1-0,5

ЖелезоОстальное

10

Использование известной проволоки в качестве электрода дл  заварки дефектов отливок позвол ет получать качественный сварной шов с высокими физико-механическими свойствами. Механические свойства

15 наплавленного металла составл ют: предел прочности на раст жение о, 58-64 кг/мм, удлинение ,2-14,8%, ударна  в зкость а 10-12,8 кгм/см, твердость НВ 187-201.

Известен 2 состав сварочной проволо20 ки, содержащий следующие компоненты, вес. %:

Углерод2,5-4,5

Кремний1,5-4,5

25

Марганец0,01-0,5

Никель0,01-2,5

Медь0,01-2,5

Хром0,01-0,06

Магний0,09-0,16

30

Кальций0,02-0,5

Редкоземельные

металлы0,01-0,5

Барий0,001-0,5

ЖелезоОстальное

Использование данной проволоки позвол ет получать качественный сварной шов без отбела с феррито-перлитной структурой и шаровидной формой графита. При этом механические свойства сварного шва составл ют: предел прочности на раст л :ение (8 45-55 кг/мм2, удлинение 6 10-14%, ударна  в зкость а,5-10 кгм/см, твердость НВ 1&0-200. ,

Однако в современном машиностроении производ тс  отливки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом с высоким ,и физико-механическими свойствами, с высокой износостойкостью, дл  заварки и сварки которых требуетс  шов с высокой износостойкостью.

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности и износостойкости сварного шва.

Цель достигаетс  тем, что проволока, содержаш,а  углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземельные металлы, барий, железо, дополнительно содерл ит молибден, бор, олово при следующем соотношении компонентов, вес. %:

3,5-4,5

2,5-5,5

0,1 - 1,0

0,05-0,25

0,5-2,5

0,5-2,5

0,09-0,16

0,02-0,5

льные

0,01-0,5

0,001-0,5

0,5-1,5

0,01-0,1

0,05-0,5

Остальное

Примеси: сера 0,001-0,03 вес. %, фосфор 0,01-0,07%.

Дополнительное введение в состав молибдена способствует упрочнению металлической матрицы шва, получению мелкозернистой структуры, что существенно вли ет на повышение ее износостойкости. Присадки молибдена в составе проволоки повышают механические свойства сварного шва, особенно предел прочности на раст л :ение. Он повышает сопротивление удару, износу и вибрационным нагрузкам (усталости) металла шва. Особенно в этом направлении он благопри тно вли ет совместно с присадками легирующих элементов меди, никел  и олова. Верхний предел содержани 

молибдена 1,5% ограничиваетс  тем, что при его содержании более 1,5% сварной шов получаетс  с включени ми карбидов, привод щих к снижению механических свойств металла. Образовавшиес  карбиды в сварном шве вызывают задцры при работе пары трени .

При содержании менее 0,5% молибдена в составе проволоки его упрочн юший эффект матрицы чугуна незначителен, что и сказываетс  на понижении износостойкости.

Наличие в составе бора (0,01-0,1%) совместно с молибденом приводит к повыщению износостойкости металла сварного шва. При содержании в составе проволоки менее 0,01% бора и менее 0,5% молибдена его действие как элемента, повышающего износостойкость, про вл етс  незначительно . Ввод в состав проволоки более 0,1% бора вызывает образование первичных карбидов в сварном шве, что приводит к задирам в паре трени  и понижению износбстойкости чугуна.

Введение в состав проволоки олова в количестве 0,05-0,5% способствует выравниванию свойств по сечению шва, получению

мелкодисперсной нерлито-сорбитной структуры . Наличие олова в составе повышает его прочность, твердость и износостойкость. Верхний предел по содержанию олова 0,5% ограничиваетс  тем, что при вводе в состав

проволоки более 0,5% олова при наличии карбидообразующих элементов молибдена и бора приводит к по влению отбела в сварном шве.

Введение в состав менее 0,05% олова малоэффективно, в структуре сварного шва по вл етс  ферритна  составл юща , снижающа  его износостойкость.

Магний, кальций, барий и редкоземельные металлы в составе проволоки  вл ютс  элементами-модификаторами, привод щими к глубокому раскислению, дегазации и десульфурации металла сварного шва. Эти элементы вызывают образование шаровидного графита в чугуне сварного .шва. При этом кальций и барий одновременно способствуют совместно с кремнием и углеродом устранению отбела в сварном шве.

Никель, медь, марганец и хром в составе сварной проволоки способствует упрочнению металлической матрицы шва, вызывают повышение его механических свойств и износостойкости.

Изготовлен и испытан состав сварной проволоки дл  проверки на свариваемость, физико-механические свойства и износо65 стойкость, приведенный в табл. 1.

Таблица 1

Необходимый состав прутков (проволоки ) получали путем модифицировани  исходного чугуна, содержащего никель, медь, молибден, олово, комплексными модификаторами состава, вес. %: магний 6-9, кальций 6-10, барий 1-5, редкоземельные металлы 1-3, кремний 50-60, железо - остальное.

Проверку свариваемости отлитыми прут .ками проводили на пластинах из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Размер пластин 300X300x25 мм. Химический состав чугуна пластин составл л, вес. %: углерод 3,85; кремний 3,0; марганец 0,8; хром 0,1; никель 0,8; медь 1,0; магний 0, кальций 0,02; барий 0,015; редкоземельные металлы 0,02; молибден 0,35; олово 0,1; бор 0,005.,

Механические свойства чугуна пластин составл ли: предел прочности на раст жение 75 кг/мм2, удлинение 3,0%, ударна . ш зкость 3,0 кгм/см2, твердость НВ 277.

После разделки кромок двух пластин под углом 45° их укладывали в печь дл  ИлюсостоГксость оЗразцон изилазлемиого сло  по авт. сз. Испытани  показали, что химический 25 состав наплавлеиного металла, его механические свойства близки по своему составу свойствам основного металла. Ударна  в зкость наплавленной части металла и метал-ла iB зоне, термического вли ни  находитс  30 на уровне основного .металла. Проверка предложенного состава сварочной проволоки дл  сварки и заварки отливок из высокопрочного чугуна с шаро .видным графитом показала преимущества 35

подогрева до 650-720° С, а затем проводили сварку электродуговым способом. Из на (плавлеиного сло  вырезались образцы дл  испытани  механических свойств и износостойкости . Износостойкость определ ли при сухом трении на образцах диаметром 5 мм, высотой 15 мм на машине трени  МТ-62М. Услови  испытани : -скорость врашени  образцов 8 м/с при удаленом давлении

р 50 кг/см2, врем  испытани  200 мин. Дл  стержней из предложенного состава может быть рекомендовано следующее покрытие , вес. %: мрамор 5-10, графит 5-15, магний 1-5, кальций 2-8, барий

0,001-3, редкоземельные металлы 0,1-3, кремний 5-25, железо 1 -15, плавиковый шапт - остальное. Жидкое стекло 25-30% от веса сухой шихты.

Это покрытие обеспечивает получение

сварного шва без отбела.

Химический состав, механические свойства , микроструктура и износостойкость чугуна сварного шва приведены в табл. 2.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 620062, кл. В 23 К 35/30, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 491452, кл. В 23 К 35/30, 1974,- (нрото-.

тип).