Состав электродного покрытия

 

СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ для сварки высокохромистых жаростойких сталей, содержащий плавиковый шпат, мрамор, двуокись титана , никель, хром аэотирова-нный. отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, жаростойкости и сопротивляемости зарождения трещин в металле шва, состав дополнительно содержит иттрий, ферросилиций, хром металлический, соду, слюду при следующем соотношении компонентов, мас.%: 28-32 Плавиковый шпат 5-7 Двуокись титана 4-6 Ферросилиций 0,5-1,5. Слюда 0,3-0,6 Сода 2,0-3,5 Иттрий 5-7 Никель 12-15 Хром металлический i 1-3 Хром азотированный Остальное Мрамор (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3Ш В 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3518890/25-27 (22) 08,12,82 (46) 15.02.84. Вюл. Р б (72) A.A.Êoëÿäà, П.И.Давидчук, Э.P.Äîìêè и А.Г.Пархоменко (53) 621.791 04(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 253975, кл. В 23 К 35/365, 27.09.67.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 301245, кл. В 23 К 35/365, 20.03.68 (прототип).. (54)(57) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ для сварки высокохромистых жаростойких сталей, содержащий плавиковый шпат, мрамор, двуокись титана, никель, хром азотированный, „.,ЯО„„107З051 A отличающийся тем,что, с целью повышения пластичности, жаростойкости и сопротивляемости зарождения трещин в металле шва., состав дополнительно содержит иттрий, ферросилиций, хром металлический, соду, слюду при следующем соотношении компонентов, мас.З .

Плавиковый шпат 28-32

Двуокись титана 5-7

Ферросилиций 4-6

Слюда 0,5-1,5, Сода 0,3-0,6

Иттрий 2,0-3,5

Никель 5-7

Хром металлический 12-15

Хром аэотированный 1-3

Мрамор Остальное

1073051

Изобретение относится к сварке в частности, к электродам для сварки жаростойких сталей, применяемых в химическом машиностроении.

Известен электрод 11 j для сварки и наплавки жаростойких сталей рао

Р ботающих при 1000-1250 С, у которого в качестве стержня используется сварочная проволока cb-d 27105, а покрытие содержит следующие компоненты, мас.Ъ:

Мрамор 68-72

Плавиковый шпат 18-22

Двуокись титана 5-7

Ферросилиций 2-5

Титановый порошок 1,5-2r5

Такой электрод хотя и позволяет получить высокую жаростойкость сварного шва однако наплавленный им металл обладает пониженной трещиноустойчивостью и крупнозернистым строением, что обуславливает его крайние низкие механические свойства — пластичность и ударную вязкость.

Известен электрод 23 для сварки жаростойкой стали со стержнем из легированной проволоки и покрытием, содержащим следующие компоненты, мас.%:

Мрамор 32-45

Плавиковый шпат 32-45

Двуокись титана 5-6

Никелевый порошок 11-13

Феррохром азотированный 7-8

30

Для достижения поставленной цели состав электродного покрытия для сварки высокохромистых жаростойких сталей, содержащий плавиковый шпат, мрамор, двуокись титана, никель, хром азотированный, дополнительнс содержит иттрий, ферросилиций, хром металлический, соду, слюду при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Плавиковый шпат 28-32

Двуокись титана 5-7

Ферросилиций 4-6

Слюда 0,5-1,5

Сода 0,3-0,6

Иттрий 2,0-3 5 .Никель 5-7

Хром металлический 12-15

Хром азотированный

Мрамор

1-3

Остальное

Недостатком этого электрода является ограничение до 900-1000 С рао бочей температуры эксплуатации выполненного им сварного соединения.

Цель изобретения — повышение 40 пластичности, жаростойкости и сопротивляемости зарождению трещин в металле шва сварного соеднения.

Мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана, ферросилиций,.а также слюда, сода обеспечивают формирование требуемой шлаковой и газовой фаз при сварке, хорошую растекаемость шлака и отделимость шлаковой корки, предупреждают выгорание легирующих элементов. Металлический хром выводится в покрытие для повышения жаростойкости наплавленного металла.

Выбранные пределы содержания хрома в покрытии — нижний 12% и верхний

15%, способствуют обеспечению заданной окалиностойкости. Введение в покрытие азотированного хрома способствует повышению механических свойств и сопротивляемости швов к образованию трещин за счет Формирования в их составе некоторого количества аустенита. При содержании азотированного хрома меньше

1% (при любом соотношении прочих ингредиентов) не удается получить наллавленный металл с требуемыми свойствами, превышение же его свыше 3% мало сказывается на улучшении рассматриваемых характеристик.

Никель металлический вводят в покрытие электрода для достижения требуемой пластичности и вязкости сварных соединений. Пределы оптимального содержания этого элемента в покрытии предлагаемого электрода составляют 5-7Ъ, что связано со следующими фактами: в случае введения никеля металлического менее 5% при содержании остальных компонентов в указанных пределах, сварные швы, как правило, имеют пониженные механические свойства — в первую очередь, ударную вязкость (не более 0,08 МДж/м ) и пластичность (не более 15Ъ d>) против 0,5- 0,8 МД/м и 30-35% д в случае его оптимального содержания.

Превьпаение же никеля против 7Ъ (например 8%) приводит к снижению жаростойкости швов вследствие их интенсивной сульфидной коррозии.

Иттрий вводится в покрытие для придания сварным швам требуемой пластичности и устойчивости к трещинам. Для количественной оценки влияния иттрия на устойчивость к трещинообразованию металла шва, выполненного новым электродом, испытаниям подвергают ряд составов его покрытия, содержащих последовательно 1,0; .1,5; 2,0; 2,5; 3,5; 4,0Ъ этого компонента, при содержании прочих ингредиентов в указанных пределах.

В таблице приведены состав электродного покрытия и свойства наплавленного металла.

Наилучшими свойствами обладают сварные швы, выполненные электродом

1073051

Содержание компонентов, %

Состав, Р

Титано.вый порошок лави- Двуоовый кись шпат титана

Фер рос лиц кель талчесй

Известные 1

6,5 1,5

5 2,5

Предлагаемые

1 5 0,6 36,9 4

1,5 0,6 32,9 5

1с0 0 34 0 6

32

28

30 6

28 5

32 7

1,0 0,5 35,5 5

1,0 0,5 36 5

30 6

30 6

12 с содержанием в покрытии 2,0-3,5% иттрия (таблица). Введение в покрытие менее 2 0% иттрия практически не сказывается на повышение сопротивляемости зарождению устойчивости трещин, а увеличение его

5 против 3,5% мало способствует улучшению рассматриваемой характеристики. На этом основании верхний предел содержания иттрия принят 3,5В

Р а нижний — 2,0%.

Анализ результатов на ударную вязкость и на раскрытие трещин (d ) показывает, что сопротивляемость .зарождению трещин в металле шва, выполненного электродами с покрытиями составов 3-12 . значительно выше сопротивляемости зарождению трещин в металле шва, выполненного известными электродами (составы

1-2), так как его де ормационная способность перед разрушением на порядок выше..

Таким образом, предлагаемые электроды обеспечивают повышение пластических жаростойких свойств, а также повьааение сопротивляемости зарождению трещин в металле швов, по сравнению с известными электродами (.1 З,принятыми за базовый объект.

2 5 72

0 5 0,3 33,7 7

0,5 0,3 29,2 8

1,0 0 5 31, 0 5

0 5 0,3 40,2 7

1,5 0,6 29,9 5

1073051

Продолжение таблицы

Свойства

Содержание компонентов, Ъ

Состав, М

Хром аэотированный

Хром металлический

Иттрий

Ударная вязкость

МДж/м

Известные 1

0,02 6 0,006 1250

0,01 5 0,008 1250

Предлагаемые

10 0 5 1,5,0,1 5

0,007 1100

1250

0,05

12 1,0 2,0 0,4 22

1300

0,08

1200

0,08

1100

0,03

1250

0,05

1200

0,07

1250

0,07

15 1,0 2,0 0,5 23

12 3,0 2,0 0,5 24 0,07

1200

12 1,0 3,5 0,5 25 0,08 1200

П р и м е ч а н и е. Ударная вязкость и относительное удлинение образцов определяют по стандартным методикам. При оценке склонности к зарождению трещин в качестве критерия используют деформационный критерий разрушения Sq учитывая, что при его значениях выше 0,05 мм в сварных соединениях трещины не образовываются, Предельную температуру окалйнообразования выявляют весовым методом при испытаниях образцов в производственных условиях пиролиза уксусной кислоты., ВНИИПИ Заказ 260/12 Тираж 1037 . Подписное филиал ППП "Патент", r.ужтород, ул. Проектная, 4

Относительное удлинение, Ъ

13 2,0 2,5 0,8 30

15 3,0 3,5 0,7 28

17 4,0 4,0 0,6 25

15 3,-0 3,5 0,5 27

12 1,0 2,0 0,6 25

Склонность к образованию трещины (д" с) мм

Предельная температура окалинообразования, С