Состав сварочной проволоки

 

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к сварочным проволокам для сварки плавлением в защитных газах низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, работающих в условиях перегретой пароводяной смеси. Целью изобретения является повьшение сопротивляемости металла шва тепловому охрупчиванию при температурах до при обеспечении требуемого уровня механических свойств. 0,4-0,8 мас.% молибдена способствует равномерному распределению и измельчению нитридов и сульфидов в металле шва, а следовательно , noBUDjeHHTO сопротивляемости тепловому охрупчиванию; 0,005 - 0,15 мас.% рения снижает критическую температуру хрупкости за счет каталитического действия на коалесценцию и. коагуляцию продуктов раскисления; 0,02-0,10 мас.% церия глобулязирует оставшиеся в шве неметаллические включения. Одновременное легирование сварочной проволоки Мо, Се, Re совместно с Са, N, А1 и Nb обеспечивает получение металла шва с требуемой сопротивляемостью тепловому охрупчиванию при температурах до 400°С и с требуемым уровнем механических свойств. 3 табл. I (Л IND 00 4 О5 СлЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 35/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3871359/25-27 (22) 25.03.85 (46) 23.01.87. Бюл. Р 3 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения (72) M.M.Борисенко, М.М.Петин, Н.М.Новожилов, В.Д.Ходаков, С.А.Белкин и С.С.Ройтенберг (53) 621.791.042.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 833400, кл. В 23 К 35/30, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N - 829711, кл. С 22 С 38/14, 1981. (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к сварочным проволокам для сварки плавлением в защитных газах низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, работающих в условиях перегретой пароводяной смеси. Целью изобретения является повышение сопротивÄÄSUÄÄ1284763 A 1 ляемости металла шва тепловому охрупчиванию при температурах до 400 С при обеспечении требуемого уровня механических свойств. 0,4-0,8 мас.7. молибдена способствует равномерному распределению и измельчению нитридов и сульфидов в металле шва, а следовательно, повышению сопротивляемости тепловому охрупчйванию; 0,005

0,15 »ac.X рения снижает критическую температуру хрупкости за счет каталитического действия на коалесценцию и коагуляцию продуктов раскисления, 0,02-0,10 мас.7 церия глобулязирует оставшиеся в шве неметаллические включения. Одновременное легирование сварочной проволоки Мо, Се, Ке совместно с Са, И, А1 u Nb обеспечивает получение металла шва с требуемой сопротивляемостью тепловому охрупчиванию при температурах до 400"С и с требуемым уровнем механических свойств. 3 табл.

1284763

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к сварочным проволокам для сварки плавлением, преимущественно в защитных газах низколегированных теплоустойчивых сталей 5 перлитного класса, работающих в условиях перегретой пароводяной смеси (трубопроводы, парогенераторы).

Целью изобретения является повышение сопротивляемости металла шва

10 тепловому охрупчиванию при температурах до 400 С при обеспечении требуемого уровня механических свойств.

Одновременное дополнительное леги- 15 рование сварочной проволоки молибденом, церием и рением в приведенных количествах при заданном соотношении остальных компонентов обеспечивает получение металла шва с требуемой сопротивляемостью тепловому охрупчиванию в условиях эксплуатации при повышенных температурах за счет положительного влияния на оксисульфидную и нитридную фазы. 25

Содержание молибдена в указанном количестве способствует равномерному распределению и измельчению нитридов и сульфидов в металле шва, что приводит к увеличению ударной вязкости металла шва после термического старения при +350ОС в течение 3000, 5000 и 10000 ч, а следовательно, к повышению сопротивляемости тепловому охрупчиванию., 35

Минимальное содержание молибдена в проволоке 0,4 мас.X обусловлено тем, что при меньшем его количестве сульфидная фаза не содержит молибдена, и в связи с этим отсутствует эффект измельчения сульфидов, что приводит к снижению сопротивляемости металла шва тепловому охрупчиванию.

Содержание молибдена в проволоке выше 0,8 мас.Ж приводит к черезмерному 45 упрочнению металла шва из-за образования карбида молибдена МС С, относящегося к фазам внедрения, сопровождающемуся существенным снижением пластических свойств и ударной вязкости металла шва.

Содержание рения в проволоке в укаэанном количестве оказывает каталитическое действие на коалесценцию и коагуляцию продуктов раскисления (окислы марганца и кремния в комбина— ции с окислами алюминия, церия и кальция), что способствует их всплыванию и удалению в шлак, образующийся пРи сваРке и, таким образом, оказывает положительное влияние на свойства металла шва, снижая его критическую температуру хрупкости. Содержание рения в проволоке ниже

0,005 мас.X приводит к отсутствию эффекта его каталитического действия на коагуляцию продуктов раскисления, и металл шва содержит при этом большое количество неметаллических вклю— чений, ухудшающих сопротивляемость металла шва тепловому охрупчиванию.

Содержание рения в проволоке свыше 0,15 мас.7 вредно из-за черезмерного упрочнения металла шва, сопровождающегося снижением его пластичности и ударной вязкости.

Содержание церия в проволоке в укаэанном количестве позволяет глобуляризировать остающиеся в металле шва неметаллические включения: оксидные (Ce0, МпО, SiO» СаО, А1г С ) и сульфидные (CeS, Nn S, CaS, A1S) .

Содержание церия в проволоке ниже

0,02 мас.7 приводит к era отсутствию в металле шва вследствие испарения и выгорания этого эффективного микроле— гирующего элемента в зоне дуги. Со-. держание церия в проволоке выше

О, 10 мас.Е вредно из — за образования повышенного количества окислов в металле шва, что отрицательно сказывается на его ударной вязкости.

Наличие в составе проволоки азота, алюминия и ниобия приводит к выделению нитридов алюминия и ниобия, спо— собствующих повышению устойчивости против роста зерна ацетенита в области высоких температур.

Содержание никеля в проволоке в указанном количестве позволяет получить требуемый уровень сопротивляемости металла шва действию повышенных температур и более благоприятное сочетание механических свойств металла шва. Содержание никеля в проволоке ниже 1,5 и выше 2,0 мас.7 приводит к повышению критической температуры хрупкости металла шва, подвергающегося термическому старению, а следовательно, к снижению сопротивляемости металла шва действию повышенных температур.

Примеры выполнения предложенной сварочной проволоки приведены в табл. 1; характеристики сопротивляемости металла шва тепловому охрупчиванию — в табл. 2 (термическое стареТаблица 1

Содержание элементов, мас.Е

Состав проволок

1" 1

Mn Ni V Nb Ti

0,05

0,30

1,2

2 °

0,08

0,60 1,6

0,11

0,80

1,8

Продолжение табл.1

Содержание элементов, мас.7

001 0005 0005 002 04 0005 96485

0,03 0,01 0,01 0,06 0,6 0,08 95,03

0,05 0,05 0,015 О, l0 0,8 0,15 93,885

3 128476 н ие проводили при +350 C в течение

10000 ч); механические свойства — в табл. 3.

Приведенные данные относятся к состоянию металла шва после проведения термической обработки по режиму высокого отпуска при 650+10-ЗСОС в течение 6 ч.

Использование предлагаемой сварочной проволоки для автоматической 10 сварки в защитных газах кольцевых соединений стыков трубопроводов приведет к увеличению сопротивляемости тепловому охрупчиванию, а следовательно, к повышению надежности и экс-15 плуатационной стойкости сварных соединений.

Формула из обретения

Состав сварочной проволоки, содержащий углерод, марганец, кремний, ва †. надий, азот, алюминий, титан, кальций, никель, ниобий и железо, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения сопротивляемости металла шва тепловому охрупчиванию при температурах до 400 С при обеспечении требуемого уровня механических свойств, состав дополнительно содер\ жит молибден, церий и рений при следующем соотношении компонентов, мас. 7: дующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Марганец

Кремний

Ванадий

Азот

Алюминий

- Титан

Кальций

Никель

Ниобий

Молибден

Церий

Рений

Железо

0,05-0,11

1,2-1,8

0 3-0,8

0,01-0, 1

О, 005-0, 0 15

0,01-0,05

0,005-0,04 O,005-0,05

1,5-2,0

0 005-0 10

0,4-0,8

0,02-0,10

Ов005-Ов l5

Остальное

15 001 0005 0005

1э8 0 ° 05 Ов04 Оэ01

2,0 0,10 0,10 0,04

5 (0 ({!

+ 0

И л

04 O р„й1

5 л и. р О Н ж

О,О

1284763

1 1 о

Ю

»1

Cl

»С

I х ж х

Э 1 а !

01 I

О I

С»

3Г) 1

С1

I х о

Ф 1 4»

ГЪ

cd I ч

С4

О

С1

О

Х I о (U I

Р 1

oU х

cd!

6 о

Х I

Я i

Р1 I ъ

Р 1 С4

04 I +

{:

О (0

{-"4 1

Ф

И

Е (!4

Q г! 4»

1 л р4

Е о

6, Ю

1 +

О

О

Р:(cd O

v o

О Р, Е 1 (»

О !

С х

Х I

1 ({! х

О, (d 1

С(1

I

I! Х 1 х

1 {ц 1

1 О1 (ч и

5 I

С4

I !Х!

l

Ю

I

I

1

I (С л О О

QO л

I -0

О Л л

СО О л

4»

01 .1

T л

I 00 (1 00 л Т

О О

CO

О1 л

1 О л 00

Ю

СО О ! (4 .4.

I л О CO л {»

О\ (4

{4

С 4! л

C)

1О М

С4 л ! ({ л (:1 (С» (4

00 л

1О

О1 Г»

1 л

Ch СЛ л CO

СЧ

QO м л о

О1 л о

О Ю л С4

О1

00 О

O С 1 л з — О1

С{1

CO

-б (СЪ м л л м л М

Ю м

С "!

"О

CO

О1

С4 л

1 (1

М О1 я (4

01 л о

01 л

1 и

00 л

Ch л

»1

О О

С 4 л

I (»I

О1 л

QO л м л с»

О1 л

I Ф

С4 О1 л

"О

О1 л

00 м м л

I СЧ л м л М (Г»

04 м

4» л

С 4 .0

CO A

С 4 Ю! Q0.Ф С4 л I

О1 I!

СЧ

1284763

Таблица 3.Механические свойства металла шва при температуре испытаний, С

Состав проволок

+20 +350 (+400) г т oq оь д, 4, МПа Mla Е Е бо2 t

KIa Р, С о

473 609 27,4 77,4 442(440) 587(584) 29,8(27,5) 74,7(72,6)

487 620 25,6 78,9 459(455) 603(598) 31,2(29,7) 76,1(75,8)

498 633 24,3 76,6 477(474) 607(602) 28,7(27,8) 73,9(72,1) Составитель И.Попова

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор С. Некмар

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 7505/15 Тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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