Лигатура

 

ЛИГАТУРА, преимущественно для наплавочной стали, содержащая хром, железо, марганец, молибден, бор, кремний, алюминий, углерод и никель, отличающаяся тем, что, с целью повьшения задиростойкости стали и понижения ее склонности к порообразованию при наплавке, она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хром20,0-30,0 Железо5,0-20,0 Марганец42,0-50,0 Молибден3,0-5,0 Бор0,3-2,0 Кремний0,2-1,0 Алюминий5,0-8,0 Углерод0,1-4,0 Титан 5,0-8,0 НикельОстальное сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09> (И) (и 4 С 22 С 35/00 описания изоы ктения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3716101/22-02 (22) 29.03.84 (46) 30.12.85. Бюл. Ó 48 (72) Н.И.Камакин, В.Н.Кашин, К.Е.Краснов и П.Д,Злобин (53) 669.13-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 918325, кл. С 22 С 35/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

9 500281, кл, С 22 С 35/00, 1974. (54)(57) ЛИГАТУРА, преимущественно для наплавочной стали, содержащая хром, железо, марганец, молибден, бор, кремний, алюминий, углерод и никель, отличающаяся тем, что, с целью повьппения задиростойкости стали и понижения ее склонности к порообразованию при наплавке, она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Хром

)Келезо

Марганец

Молибден

Бор

Кремний

Алюминий

Углерод

Титан

Никель

1201341

Введение в лигатуру 5-8Х титана приводит к связыванию азота, растворенного в жидком металле сварочной ванны, в нитриды, легко вплывающие на поверхность, что позволяет резко снизить вероятность образования пор при наплавке. Кроме того, титан растворенный в аустените увеличивает скорость диффузии хрома, молибдена в твердом растворе, способствует выравниванию их содержания

50 по телу зерна при выделении карбидов хрома и молибдена в критическом интервале температур, что предотвращает развитие физической неоднородности структуры, повышает межэеренную пластичность и, тем самым, увеличивает стойкость против задиров металла наплавок при повыИзобретение относится к металлургии, в частности к вспомогательным сплавам, используемым для повышения войств, преимущественно наплавочных сталей, Цель изобретения — повышение задиростойкости стали и понижение ее склонности к порообразованию при наплавке, Для получения лигатуры, обеспечивающей выплавку наплавочной стали, которая позволила бы получить наплавленный металл с требуемыми служебными свойствами, были подготовлены 5 опытных лигатур для сталей и сплавов, имеющих различное содержание хрома, марганца, кремния, углерода, алюминия, бора, титана, железа, молибдена, никеля.

Содержание никеля в каждом составе лигатуры составляло дополнительную до 1007 часть. Каждый состав лигатуры для сталей и сплавов приготовляли отдельно в индукционных печах, емкостью 50 кг с основной магнезитовой футеровкой.

Химический состав испытанных лигатур представлен в таблице, Металлографические исследования опытных наплавок показали, что в исходном состоянии структура металла аустенитная, После длительных испытаний на стойкость против задиров на исследуемой поверхности в структуре металла появляется мартенсит в виде игл и пластинок, пронизывающих основное аустенитное зерно

aповерхностная микротвердость в этом случае составляет 420-450 кгс/cM .

1О

35 шенных температурах перегретого па( о ра до 450 С и удельных давлениях до 500 кгс/см .

Введение титана в лигатуру одновременно способствует более полному переходу в металл наплавки марганца, что способствует получению в металле наплавки структуры нестабильного аустенита, способного при взаимном трении частично распадаться и переходить в мартенсит. Это также способствует получению металла наплавки с высокой стойкостью против задиров при высоких температурах и удельных давлениях.

Содержание в лигатуре титана менее 57. и свыше 87 приводит к ослаблению легирующего воздействия на аустенитную структуру металла, а это снижает стойкость против задиров, а также уменьшает стойкость против порообраэования при наплавке.

Увеличение содержания в лигатуре марганца до 42-50% способствует получению в наплавочной проволоке и металле наплавки аустенитной структуры, способной при механическом воздействии на нее частично переходить в мартенситную. Это способствует получению металла более стойкого против эадиров, возникающих при трении при температуре 450 С и удельном давлении

500 кгс/см . Ограничение содержания в лигатуре хрома до 20-30%, железа до 5-207, молибдена 3-57., бора

0,3-2Х, кремния до 0,2-1,0Х алюминия до 5-8Х углерода 0,1-0,47. способствует получению в,металле наплавки, структуры с нестабильной структурой аустенита, которая при взаимном трении двух металлов при больших удельных давлениях и температурах способствует образованию на поверхности аустенитной матрицы мартенсита, более стойкого против задиров при трении. Выплавку наплавочной проволоки с использованием опьггных лигатур производят по обычной технологии. Количество добавляе-мой лигатуры определяют расчетным путем, Иэ наплавочной стали методом проковки с последующим волочением получают проволоку диаметром

2 мм. Наплавку производят сварочным автоматом в среде углекислого газа

СО . Стойкость металла наплавок про201341 едкоемельеталПредпагае мая 25,0 42,0 1а0 0 4

2,0

5 0 6,0

6,0 8,0

8,0 5,0

23,0,45,0 O,S 0,4

30эО 43 0 1 О О 3

1,8

1,2 тив образования задиров при взаимном трении двух деталей оценивают при удельном -давлении 500 кгс/см и температуре перегретого пара

450 С на специальном стенде, имитирующем работу запорного узла арматуры, по количеству циклов возвратно-поступательного движения. Склонность стали к образованию пор при сварке оценивают по площади пор, образующих при 2-слойкой автоматической наплавке в среде углекислого газа. Среднюю площадь пор, приходящихся на 100 мм наплавки, определяют методом планиметрии по рентгенограммам.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Испытания на стойкость против задиров при взаимном трении двух металлов наппавок сталей, которые производят под давлением 500 кгс/см при температуре перегретого пара

450 С, позволяют установить, что стали, полученные с применением известной и предлагаемой лигатуры, имеют принципиально разный характер. Если у стали, полученной с применением известной лигатуры, в зоне трения образуются взрывы на поверхности металла в результате взаимного охватывания трущихся металлических пар, то,у стали, вьг плавленной с применением предлагаемой лигатуры, задиры имеют вид неглубоких царапин, I:oòîðûå в процессе дальнейших испытаний частично или полностью исчезали.

Использование предлагаемой лигатуры для получения нанлавочной стали и ее использование при наплавке уплотнительных поверхностей промышленной арматуры, работающей в

10 различных средах при давлении до

500 кгс/см и температуре перегретого пара до 450аС, позволяет повысить качество и надежность saпорнйх узлов, увеличить срок служt5 бы оборудования.

Согласно предварительнъм данньаа за счет уменьшения пористости металла наплавки, полученной с применением стали, обработанной предла20 гаемой лигатурой, и увеличения сроков службы арматуры в условиях трения при температуре перегретого пара 450 С и удельном давлении 500 кгс/сма затраты, свя-25 занные с исправлением дефектов наплавки при производстве арматуры, в этом случае снизятся на 30-40Х а затраты, связанные с ремонтом и восстановлением наплавленных уплот30 нительных поверхностей эапорных узлов задвижек, снизятся на 10-20Х по сравнению с применением стали, обработанной лигатурой известного состава.

1201341

Прополжение таблиц .

0,З

22,0 48,0 0,8

22,0 50,0 0,2

Оэ4 7вО 5)0

0 1 5 0 8 0

1,5

Hsseстнаа 25 0 t0 0 0 0 4 - 6 0

2,0 0,5

Продолжение таблицы г

Служебные с ойства металла наппавкн

Стойкость нротин зади» ров при взаимном тре нни при

T=-450 С и удельном давлении 500 мгс/ем (число циклов до задира глубиной до 0,05км

"°

Ванадий

Железа

Микель

Молибден

Лиганаме щадь в на им2 ) Предлегаемая 5 0 8,6

Ос таль- 960

t 0 ное

4,0 5,0

3,0 5,5

4,5 7,5

11I50

1,2

1050

0 6

1100

0 4

3,0 7,2

0,7

Изве" стнае 5,0 8, Ь 5

675

4,Э

Составитель II, Н!епитько

Редактор Л. Авраменко Техред H.Лсталош

Корректор М, Максимишинец

Филиал IIIII! "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7965/25 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

113035, Иосква, %-35, Раушская наб,, д, 4/5