Состав электродного покрытия для сварки хромоникелевых сплавов

 

1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СВАРКИ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ, содержащий мрамор, оксиды титана, рксид хрома, фторид кальция , марганец металлический, ниобий и поташ, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавленного металла путем повьшхения стойкости металла шва против межкристаллитной коррозии, улучшения качества поверхности металла шва при отсутствии трещин, надрывов поверхностных пор, обеспечения чистоты поверхности металла шва от шлаковых включений, состав дополнительно содержит оксид алюминия и концентрат цериевых земель при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Мрамор3-12 Марганец металлический 5-10 Оксид хрома2-5 Оксид алюминия 3-12 Фторид кальция 30-40 Ниобий1-4 Концентрат цериевых земель2-4 с е Поташ0,5-2 (Л Оксиды титана Остальное причем ниобий, оксид алюминия и мрамор взяты в соотношении 1:1-3:1-3. 2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения его экструзионных свойств, в качестве оксидов титана использована смесь двуокиси титана и рутилового концентрата, взятых в соотношении от 1:1 до 1:2.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 В 23 К 35/365

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3929730/25-27 (22) 18.07.85 (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (72) А.Б.Геллер, Д.В.Витман, Л,Г.Никонорова, A.Е.Рунов, О.С.Каковкин, Е,Г.Старченко и С,И.Феклистов (53) 621.791.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 524647, кл. В 23 К 35/365, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 634890, кл. В 23 К 35/365, 1978. (54)(57) !. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СВАРКИ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ

СПЛАВОВ, содержащий мрамор, оксиды титана, оксид хрома, фторид кальция, марганец металлический, ниобий и поташ, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества наплавленного металла путем повьппения стойкости металла шва против межкристаллитной коррозии, улучшения качества поверхности металла шва

„„SU„„1266693 А 1 при отсутствии трещин, надрывов поверхностных пор, обеспечения чистоты поверхности металла шва от шлаковых включений, состав дополнительно содержит оксид алюминия и концентрат цериевых земель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Мрамор 3-12

Марганец металлический 5-10

Оксйд хрома 2-5

Оксид алюминия 3-12

Фторид кальция 30-40

Ниобий 1-4

Концентрат цериевых земель 2-4

C)

Поташ О, 5-2

Оксиды титана Остальное причем ниобий, оксид алюминия и мрамор взяты в соотношении 1:1-3:1-3.

2, Состав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучше- . ния его экструзионных свойств, в качестве оксидов титана использована смесь двуокиси титана и рутилового концентрата, взятых в соотношении от

1:1 до 1:2.

1266693

Изобретение относится к сварке, в частности к составу электродного покрытия, и предназначено преимущественно для электродуговой сварки сплавов на никелевой основе. 5

Цель изобретения — повышение качества наплавленного металла путем повышения стойкости металла шва против межкристаллитной коррозии, улучшения качества поверхности металла шва при отсутствии трещин, надрывов, поверхностных пор, обеспечения чистоты поверхности металла шва от шлаковых включений.

Введение в состав покрытия ок- 15 сида алюминия способствует более полному переходу в металл шва элемента— стабилизатора ниобия, что обеспечивает повышение стойкости шва против межкристаллитной коррозии. Однако 20 наряду с повышением коррозионной стойкости металла шва усиливается склонность его к образованию горячих трещин, Для компенсации этого явления в состав покрытия вводят концент- 25 рат цериевых земель, что обеспечивает модифицирование структуры металла шва и в результате получают высокое качество наплавленного металла. При введении в состав покрытия менее 2% щ концентрата цериевых земель не происходит модифицирования структуры металла шва, что приводит к образованию в нем горячих трещин. Введение в покрытие концентрата цериевых земель в количестве более чем 4% приводит к появлению склонности к образованию пор в металле шва.

Лимитирование содержания оксида алюминия обусловлено тем, что он, 40 являясь инертной по отношению к ниобию добавкой, способствует более полному переходу ниобия из покрытия в металл и одновременно улучшает качество поверхности металла шва, обес45 печивает отсутствие на поверхности трещин, надрывов и поверхностных пор.

При введении в состав покрытия менее

ЗХ оксида алюминия уменьшается содержание ниобия в металле шва, что приводит к снижению стойкости металла шва против межкристаллитной коррозии.

Введение в состав покрытия оксида алюминия в количестве более чем 12Х приводит к улучшению чистоты поверхности металла шва и появлению в нем шлаковых включений, В качестве оксида алюминия в составе покрытия присутствует химически чистая окись алюминия или глинозем °

Введение ниобия, оксида алюминия и мрамора в заданном соотношении обусловлено следующим. Для повышения коррозионной стойкости металла шва в его составе отношение содержания ниобия к содержанию углерода должно быть не менее 17. Нарушение указанного соотношения при введении компонентов в покрытие приводит к ухудшению качества металла шва, например при соотношении Nb Àl О,:СаСО =0,5: 1: 1 отношение содержания ниобия к содержанию углерода снижается до 12, что приводит к снижению коррозионной стойкости металла шва. При соотно" шении Nb:Al„ О,:CACO, =2: 1:1 происходит охрупчивание металла шв,". из-за избыточного содержания в нем ниобия.

При содержании мрамора в покрытии меньше чем 5% имеет место неудовлетворительная газовая защита ванны расплавленного металла. Зто, в свою очередь, приводит к появлению пористости металла шва в потолочном положении. При увеличении. содержания мрамора в покрытии выше чем 12Х в металле шва увеличивается содержание углерода, что приводит к уменьшению отнбшения содержания ниобия к содержанию углерода, а следователь" но; — к снижению коррозионной стойкости такого металла.

При увеличении содержания оксида хрома более 5% резко ухудшаются экструзионные свойства обмазочной массы, что затрудняет изготовление электродов °

Марганец способствует связыванию серы в тугоплавкие окислы в кристаллизующемся металле шва и тем самым повышает пластичность металла сварных швов. При содержании марганца ниже 5% необходимый уровень пластичности металла шва не обеспечивается.

При повышении содержания марганца в покрытии выше 10Х ухудшается отделимо ть шлака при сварке и металл шва может засоряться шлаковыми включениями, Фторид кальция вводят в состав покрытия как шлакообразующий компонент, но введение его в количестве меньшем чем 30% приводит к снижению жидкотекучести шлака и плохой укрываемости им валиков наплавленного ме, талла. Фторид кальция присутствует

1266693. в составе покрытия в виде плавикового шпата или концентрата плавиковошпатового. Увеличение содержания фторида кальция в составе покрытия более 407 вызывает напротив излишне сильное снижение вязкости шлака и стекание его с поверхности валика.

Это затрудняет использование электродов для сварки в различных пространственных положениях ° 10

Оксиды титана, как компонент, являющийся нейтральным по отношению к жидкому металлу сварочной ванны и не влияющий на свойства металла шва, вводят в состав покрытия до 15

100 мас.7.

Характер истечения обмазочной массы (ее экструзионные свойства) во многом определяются наличием в составе покрытия оксидов титана. В элект- 20 родном покрытии они присутствуют в виде двуокиси титана и рутилового концентрата, взятых в соотношении

1:1-1:2. Нарушение укаэанного соотношения приводит к затрудненному ис- 25 течению обмазочной массы при опрессовке электродов, Изготовление электродов произво,цили путем опрессовки на прессах высокого давления модели АОЭ-1. Усло-З вия истечения обмазочной массы исследовали с помощью пластометра, конструкции ЦНИИТМАШ, при этом измеряли давление истечения обмазочной массы из фильеры диаметром 3 мм.

Было изготовлено 26 вариантов электродного покрытия.

Составы покрытий приведены в табл. 1, Составы 1-5 соответствуют предельным и запредельным значениям.

Покрытия по вариантам 6-14 были изготовлены для подтверждения правильности выбора соотношения ниобия, оксида алюминия и мрамора.

Результаты оценки технологических свойств электрода с предлагаемым покрытием по 10-балльной шкале, а также давление истечения обмазочной массы при испытании на пластометре приведены в табл. 2.

Механические свойства металла шва, определяемые на образцах типа II и IX по ГОСТ 6996-66, приведены в табл. 3 °

Результаты стойкости наплавленного металла против межкристаллитной коррозии, определяемые по методу

AM ГОСТ 6032-75, приведены в табл.3, Химический состав металла дан в табл. 4.

Как показывают результаты, приведенные в табл. 2 и 3, состав электродного покрытия позволяет получить высокое качество металла шва вследствие отсутствия у него склонности к МКК, а также обеспечить высокое качество поверхности металла шва, отсутствие на ней трещин, надрывов и поверхностных пор.

1266693 (Ч,1 (О (1 i»» м (Ч

2 й

1 (Ч I л

О л

«О 1 л м (л

\ (О -.! (л О (О

О 1 (F

In

t7 л

«о (л о л

1 .1

in т л

in

«Ч

in

Cl (о (l

in

О

1 л

I nl

«О

ln л (л (л л in

О О

1 nl

1 1 г4

ll1 х

Х О

1» И х

У о

é1

1 Х F х о ь, F у а

1 в F

Г! «I ilI а" л Ч о х х

1 (- х е о а FI

У

З х г

F"

1 а y„ с

Z m О щ v г, X Ф х п.х л * 1 и х ю о х а Iх и и х у у х о охи а У х

О 1Ч х

1 а

I(!

1 щ о х

I»

Cl о а о а х

v а

1 х

f 1 а j х

0l (Ч (! (л (О Ф о

О о с е с h x х х а

1266693 о

С, в а о о о

<Ч

IA

О м м м\ ак I х о } х ем м х2!! ()

5х о е х 4е

Д5 5

I м м 1!

00 Ф

1 м

Л о хР и х э о и Ф

М\

1 !

I м

В х I ф х ю хо

Ф(qt 4 а-5х

М б а ° u

Л2 о о1

I Х (4

a y х В х Ol

xax оеа

5 о х

5 м П В о х о

5и

iI» ! (iI

Д = Н

lgl i

I gi

Ю Ф е О М

I .Ф

1

I

1

1 !

1

g I

I о

1266693

1 л х 1 г

» .О

С«) и г»1

I х о

Р ф Е

1

< 4

1 с6 1

1 х 1

Й о

g }

1 а 1! Ю 1 О!Л1

1 1

I 1

I !

1 I

I б

1

1

1

} с4

1

1 А I

1»

1 Id о

l Ф

I Ф Х о

И

Х Cd

OI.g !. о

v x

М 7lé l1(9 ° а w о v. м о е д х а!4

w цаа хаао ххmx

1.»

v 1

Х Ql х

>» (U х х E z

2 о

oog х х х е!

1.Е Х о ххх

Ф и Н ь о о х

1 0J

cd I Х <б

Ф эх ох х а ц х,"»} х д

gdIx KI. ое оэ ххах еz

1 и о

3 o,х во охх

1 и х 1 и о! хю х х х х oe до х

a v o е», <б х

v ýа

4хvm

М

v о

1 О

С Ъ

СЧ

Ю а

СЧ о

9 со е

D со

14 м

СЧ

О а е4

1 4

1Л

1 1

I !

)о

1 cV

Г !! 1

Ф 1 ф гс

X O1tt .g оЦ

3 K

tf М М oõ

I 1 них

>х о

О ф

o v v

I.е! р мо

U Itt

ovv

>хой

vtttg v

ovvx

1 I аОГ ифло

Saved э!

tmо6 ь 11 о

o v v ttt

OVVttI

1em! ьщ ой

vga v

ovv2

М1

1О О!Н

3 ж д

lo o v н 5""

o v v ttt

:мой онфgv

ovv4 ф о nit

Ф и 36

I Ф

О Й-

Й Ф Ю

OIgO

Мфн5

m н о и

52

Р g

g CL C4

Ж Ol t

1266693

Е" Э х

0 Д

t !»

o u

1 х х о 1ц и хо

0 Х

I х х о !. ц и хо их

& Q> х

v д

E !»

o u м м

I

Е Щ х

u m

E E»

o v

1 х х

О 1. (» и

g o их

i (У х

0 m

Е»

a v

I х х о 1и

g o их

I

Ю I

Г 4

1 х х о>

1» 0

ыо

0Х

Е о

Е» Э х и д !

» E»

o v

I х х о 1qu хо их! (Ю х и д !

» E о н

l хх

O Eq u хо нх

I

1 л

E и

E о

I хх о> и у,о и

»в

1 !

+ — -4

I х х

O E.

qv хо и х

Ю о

-Ф

СЧ м

E Ъ и

E о

1 х х о 1Х U хо их

Й

v o д

QI Х и о д

Ц х ! E»

Х (У

o z

Х

М

М

М с4 д

I д

О QI и I

Э а ° х о ы

f» о е

tlj ! m

Е

e z (E,и о е хох

С 4

1

1

1

) 1 х х

Ц о а х

I 1

I 1

1 1

I 1

С 4

I — — Ч

С"

1 (3 ср

I а о х» о

И

Е» х со х 1 а !

1 — — 4

1

1

1

Г 1

1

1 м) !

»I х

О I Х х>х и о о д о

p, u

Е» Х

Н QI Д

Х 7) ахи и

<б Q) е х х

>х Ф о х х д х <б о а

1 !

»

>Ъ и !

» о

I и о

1 о о н

0 хо

x g

o E»

„о и х

126б693, 15 784лица 3 ханические и корразионные свойстве металла ээа при оС для состава

2 3 4 . 5 6 7 8 9 10 11 12

Паране три

Предел прочности, ИПа 556 571 585 563 579 580 588 5И 581 576 572 578

Предел текучести, ИПв

320 331, 343 321 342 343 341 329 341 338 337 339

Относительное удлинение,. Х

23 24 25 24 25 24 25 24 24 25 23 23

Относительное сужение, Й

39 36 .40 40 40 38 38 39 38 40 40 39

Продолжение табл.. 3

Механические и корровионные свойства нателла 81эа при

20еС для состава

Параметры

13 14 15 16 17 . 18 19 20 21 22 23 24

Предел прочности, ИНа

575 581 582 579 585 580 577 581 583 585 580 579

Предел текучести, ИПв

340 338 342 341 343 339 340 345 338 337 337 340

Относительное удлинение, Z

25 25 24 24 24 23 24 25 25 25 24 24

Относительное суненне, 3

38 39 39 40 41 37 39 37 . 37 38 39 40

Тво лнце4

Содерлание алеиентов в наплааленном металле, вес,2 еермамты тлектродньк окрнтне

Св If1 Nb 9 P ч

0,025

19,8

45,2

1,10

0,40

21,8

0,032

0,025

0,028

0,40

43,8

1,21

6,8

44,2 1,!8

0,31

20,5

6,1

20,8

1,20

0,51

44,7

6,0

21,8

0025 042

43,9

1 ° 19

6,2

21,0 44,5

О,O21 о,ог1

О, 024

О, 026

0,39

1,го

0i38

44 ° 3

21,2

1 ° 20

6,2

44,5 .

0,39

5,9

20,9

1 ° 19

О,4О

1,18

6,2

21 ° 8

43,9

О,О1З

0,013

О,О1З

O,О1З

О,О1З

О,О1З

О,О13

О,О13

О,О1З

О, О1З

Oi 0 I 3

О,О1З

О,О1З

О,О1З

О, О1З

О,О13

0,013

О,О1З

17!!родоп «ние табл.4

Содерхакие эле»ентов в наплавленно»»еталле, иас.Z

Варианты электродных покрытий

1- !

0,41

44,0

0,025

6,1

1, !9

21,7

6,2

0,028

0,39

44,1

1, 19

21,2

5,8

О, 021

0,013

0,024

0,39

20,9

44, 1

1,19

О, 7> I

5,7

44,5 I 20

21,3

0>38

5,9

44>3

1,20

21> 5

44,2

0,39

$,9

О, 025

21,5

l 19

5,8

1,19 .

44,0

0,024

0,027

0,027

0,021

0,025

0,42

20,9

I,2O

0,35

6,0

43>9

2о,а

1,20

44,5

6,0

0,37

21,0

44,1

1,20

6,2

21,1

О> 36

2l,О

1,18

6,1

44,1

0,39

0,013

О, О14

О, 014

O,О!4

О, 013

0,014

0,014 (), 014

44,2

44,3

1,18

0,023 0>36 6,1

0,024 0,40 6,0

)),024 0,41 5,9

0,025 ° 0,37 5,9

20,9

1,19

21,5

42,8

1,20

21,3

44,1

I,19

21, 7

Составитель Н.Иванова

Редактор С.писина Текред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4

0,013

0,013

0,013

0,0!4

0,015

0,013

0,014

О, 01

0,014

О,O14

О,O14

Заказ 5707/ 11 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 о,о!3

О, 014

0,014

О, 014

О, 015

О, 015

0 01 5 о,о»

0,013

О;О!3

0,013