Порошковая проволока для сварки чугуна

 

Изобретение относится к сварочным материалам, п частности к составям для сварки ковкого чугуна. Целью изобретения является снижение твердости металла шва и улучшение механических свойств сварного соединения при сварке ковкого чугуна с повьипенным содержанием хрома. Ферробор и цианамид кальция помимо модифицирующего действия замедляют обогатенне цементита хромом за счет связывания его в нитриды. При коэффициенте заполнения проволоки 28,8-35,5% шихта имеет следующий состав, мас,%: с мрамор 3,3-6,9, плавиковый шпат 9,913 ,9, никелевый порошок 38,2-46,3, (Л графит 11,6-17,4, ферросилиций 10,419 ,9, ферромарганец 5,0-6,9, алюминиевый порошок 1,7-3,5, ферробор 0,41;0 , цианамид кальция 1,3-2,4. 2 табл. ю 00 со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (SD 4 В 23 К 35/368

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

,21) 3889691/25-27 ,(22) 24.04.85 (46) 07.12.86. Бюл, !!" 45 (71) Краматорский индустриапьныи институт (72) Г.Б.Билык, В,Д.Кассов, В,K.Ñeìeнов, В.А.Пресняков и А.Г.! ринь (53) 621.791.04(088.8} .(56) Авторское свидетельство СССР

Н 244529, кл. В 23 К 35/368,05.05.68, Авторское свидетельство СССР

Р 265689, кл. В 23 К 35/68,19.11.63.

Авторское. свидетельство СССР

У 526477, кл, В 29 К 35/268,21.04.75.

Авторское с.видетельство СССР

У 289886, кл, В 23 К 35/362,05.06.69, Авторское свидетельство СССР

1 585026, кл. В 23 К 35/368,19.04.76. (54) ПОРО111КОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ СВАРКИ

ЧУГУНА

„„SU„„1274895 А1

{57) Изобретение относится к сварочным материалам, в частности K составам для сварки ковкого чугуна. Целью изобретения является снижение твердости металла шва и улучшение механических свойств сварного соединения при сварке ковкого чугуна с повья..енным содержанием хрома. Ферробор и цианамид кальция помимо модифицирующего действия замедляют обогашепне цементита хромом эа счет связывания его в нитриды. При коэффициенте заполнения проволоки 28,8-35,57. шихта имеет следующий. состав, мас.Ж: мрамор 3,3-6,9, плавиковый шпат 9,913,9, никелевый порошок 38,2-46,3, графит 11,6-17,4, ферросилиций!0,419,9, ферромарганец 5,0-6,9, алюминиевый порошок 1,7-3,5, ферробор 0,41, О, цианамид кальция 1,3-2,4.

2 табл.

1274895

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам порошковой проволоки для сварки ковкового чугуна.

Целью изобретения является снижение твердости металла шва и улучшение механических свойств сварного соединения при сварке ковкого чугуна с повьш енным содержанием хрома.

Введение в состав шихты порошковой проволоки цианамида капьция

CaCN» в указанных пределах позволяет снизить химическую активность хрома в карбидах и твердом растворе. Это объясняется тем, что цианамид кальция в жидком металле разлагается с

ыделением атомарного азота, который вступает во взаимодействие с хромом, образуя нитриды: Сг И, CrN, СгК или, Сг(CN). В связи с этим хром почти не образует карбидов.

При содержании цианамида кальция в шихте меньше 1,3 мас.% à= îò соеди-. няется, в осйовном, с бором и .алюминием и химическая активность хро-. ма не снижается ° При содержании

CaCN в шихте порошковой проволоки более 2,4 мас,X направленный чугун насыщается азотом и возникает пористость °

Образующийся при диссоциации

CaCN< кальций оказывает модифицирующее действие на кристаллизующийся чугун, способствуя иэмельчению и улучшению распределения неметаллических включений.

Введение ферробара, алюминиевого порошка и цианомида кальция в проволоку s указанных соотношениях способствует образованию в жидком чугуне тугоплавких нитридов бора и алюминия, имеющих кристаллографическое строение, близкое к строению графита, и являющихся активными подкладками для зарождения графитной фазы, а также длч замедления процесса обогащения цементита карбидообразующими элементами, в частности, хромом, что улучшает отжиr сварных соединений, При содержании алюминиевого порошка менее 1,7 мас.%, а ферробора менее 0,4 мас,% в шихте порошковой проволоки образующихся нитридов бора и алюминия в жидком чугуне недостаточно для образования достаточного количества зародышей графитовой фазы.

При введении в проволоку алюминиевого порошка более 3 5 мас.X. а ферробора более 1,0 мас.X весь азот, выделившийся при разложении цианомида кальция, связывается в нитриды бора и нейтрализации хрома в чугуне не происходит.

Введение ферромарганца в пределах

5,0-6,9 мас.% способствует стабилизации перлитной структуры металлической матрицы наплавленного чугуна.

Марганец образует термодинамически неустойчивые карбиды Мп С, которые распадаются при высокотемпературном отжиге, не оказывая влияния на продолжительность отяига.

Ферросилиций и графит, введенные в шихту, являются элементами-графитизаторами наплавленного чугуна,Суммарное содержание указанных компокентов проволоки составляет, I 237,3 мас.%, причем большему содержанию графита соответствует меньшее содержание ферросилиция в проволоке, и наоборот, Верхние пределы по графиту и ферросилицию обусловлены необходимостью получения требуемого химического состана сварного соединения по углероду и кремнию, а также получения высоких пластических свойств.

Введение в состав шихты порошковой проволоки никелевого порошка

38,2-46,3 мас.% обеспечивает высокую стойкость сварного шва к образованию трещин, так как никелевый аустенит, растворяющий большое количество углерода без образования карбидов

Э имеет низкую твердость и высокую пластичность ° При меньшем содержании никелевого порошка в шихте образуются трещины в металле шва, Верхний предел содержания никелевого порошка ограничен необходимостью получения оптимального коэффициента. заполнения порошковой проволоки, Введение мрамора и плавикового шпата в указанных пределах обеспечи- вает хорошую газошлаковую защиту жидкого металла капель и сварочной ванны, Нижние пределых этих компонентов ограничены условием доста"точной защиты, При содержании мрамора и плавикового шпата более верхних пределов ванна зашлаковывается и в наплавке обнаруживаштся шлаковые включения.

Составы порошковых проволок да,ны в табл. 1.

1274895

9,9-13,9 шпат

Никелевый

38,2-46,3

11,6-17,4

10,4-19,9

5,0-6,9 порошок

1 рафит

Ферросилиций

Ферромарганец

Алюминиевый

1,7-3,5

0,4-1,0

Табл и ц а 1

Содержание компонентов, мас.Ж> в составе

Компоненты

Мрамор

Плавиковый шпат

1 6 3 3 5 1 6 9 8 ° 2

6,6 9,9 11,8 13,9 16,4

52,5 46,3 42,4 38,2 32,8

9 8 II 6 14 6 17 4 19 7

Ник еле в ый п ор ошо к

Графит

В качестве оболочки применяют стальную ленту марки 0,8 кп размером

0,5к1,5 мм, диаметр проволоки 3 мм.

Сваривают пластины высококремнистого ковкого чугуна следующего химического состава, Е: С 2,5-2,9, Hi

1,5-1,8, Мп 0,7-0,9, Cr 0,25, 8+0,2, Pi0,2.

Режим сварки . сварочный ток 400420 А, напряжение на дуге 32-34 В. 10

После сварки пластин изготовляют стандартные образцы для испытания механических свойств сварных швов после их графитиэирующего отжига: о нагрева до 970 С в течение 6 ч, выдержки в течение 2-3 ч, охлаждения с печью до 740 С, выдержки 5-6 ч последующего охлаждения на воздухе.

В аналогичных условиях проводят испытания известного состава порошковой 2б проволоки.

Результаты измерения твердости наплавок, а также механические свойства сварных швов nome графитиэиру-, ющего отжига приведены в табл. 2.

Сравнение данных табл. 2 показывает, что сварной шов, полученный после сварки пластин из ковкового чугуна проволоками составов 2-4, обладает более высоким качеством. Твер- З> дость его значительно снижена. Механические свойства сварного шва после графитиэирующего отжига находятся на уровне свойств ковкого чугуна.

После отжига структура механической основы сварного шва, полученного после сварки ковкого чугуна с повышенным содержанием хрома проволоками составов 2-4, становится ферритной, поскольку количество связанного в цементите углерода равно нулю ((0).

При сварке порошковыми проволоками составов 1 и 5 структура металлической основы шва феррито-перлитная (С,в 0,8%) а известной проволоки — перлитная (С, =0,8)

Порошковая проволока позволяет применить состав для заварки дефектов литья из ковкого чугуна с повышенным содержанием хрома.

Формула изобретения

Порошковая проволока для сварки чугуна, состоящая иэ стальной оболочки и шихты, содержащей мрамор, плавиковый шпат, никелевый порошок, графит, ферросилиций, ферромарганец, алюминиевый порошок, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью снижения твердости металла фва и улучшения механических свойств сварного соединения при сварке ковкого чугуна с повышенным содержанием хрома, в шихту дополнительно введены ферробор и цианамид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Мрамор 3,3-6,9

Плавиковый порошок

Ферробор

Цианамид кальция 1 ° 3-2 4 при этом коэффициент заполнения про волоки составляет 28,8-30,5Х.

1274895

Содержание компонентов, мас.Х, в составе

Компоненты

1 2 3 4 5

Ферросилиций

Ферромарганец

Алюминиевый поро1,7 2,7 3,5 4,9

1)О шок

Т а б л и ц а 2

Механические свойства щва после отжига

Состав Твердость наплавки„

6, ж

НЧ Количест-.,; во связано МПа ного углерода, 7

4,8

305

527

0,3

542

242

7,7

162 нет

248

568

6,9

175 нет

260

6,4

593

180 нет

0,6

292

497

5,1

208

Составитель Т. Арест

ТехРед M .IIîïîâè÷ КоРРектоР А.ТЯско

Редактор Н»Егорова

Заказ 6521/14 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Ферро бор

Цианамид кальция б

Продолжение табл I.

22,9 19,9 15,2. 10,4 6,6

313 5ю0 5в8 бз9 812

1 3 1 0 0 7 0 4 0 2

1 0 1,3 1 7 2 4 3 0