Высоколегированная сталь для производства сварочной проволоки

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению материалов, применяемых для сварки конструкций из сталей с 6 и 9% никеля , работаюпщй при температуре до 77 К. Целью изобретения является обеспечение высокой вязкости и пластичности швов при сварке хладостойких сталей. Цель достигается за счет введения в состав высоколегированной стали, содержащей, %: С 0,01-0,03; Мп 0,1-0,8; Ni 7-15; Fe остальное; мишметалл 0,01-0,3; Мо 0,1-0,8; В 0,0003-0,003. Се и La в виде мишметалла, обладая высоким химическим сродством к кислороду и сере, эффективны в качестве модификатора и раскислителя металла при сварке. Мо повышает стойкость швов против образования трещин. В повьш1аетударную вязкость шва при криогенных температурах . Для повышения деформируемости на этапе изготовления проволоки и для исключения образования дефектов в виде пор и несплавлений вдоль линии сплавления состав предложен ной стали дополнительно содержит 0,01- 0,15% диспрозия и 0,04-0,08% селена. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. i (Л tc со со 01 to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 23 К 35/30 о .Ю += Rg g

I l3

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3927383/25-27 (22) 11.07.85 (46) 30.03.87, Бюл. Ф 12 (7 1) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) К.А.Ющенко, Т.М.Старущенко, В.А.Пестов, Л.С.Захаров, Ю.В.Соколов, В.Г.Кравченко, В.Г.Пегов, А.Б.Сергеев, М.И.Мамыкин и А.А.Клековкин (53) 621.791.042.2(088.8) (56) ТУ 14-1-2693-79.

Патент Японии У 51-23384, кл. В 23 К 35/24, 1976. (54) ВЫСОКОЗПГИРОВАННАЯ СТАЛЬ ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению материалов, применяемых для сварки конструкций иэ сталей с 6 и 97 никеля, работающий при температуре до

77 К. Целью изобретения является

„„SU„„1299752 А 1 обеспечение высокой вязкости и плас- тичности швов при сварке хладостойких сталей. Цель достигается за счет введения в состав высоколегированной стали, содержащей, Ж: С 0,01-0,03;

Мп 0,1-0,8; Ni 7- 15; Fe остальное; мишметалл 0,01-0,3; Мо 0,1-0,8;

В 0,0003-0,003. Се и La в виде мишметалла, обладая высоким химическим сродством к кислороду и сере, эффективны в качестве модификатора и раскислителя металла при сварке.

Мо повышает стойкость швов против образования трещин. В повышаетударную вязкость шва при криогенных температурах. Для повышения деформируемости на этапе изготовления проволоки и для исключения образования дефектов в виде пор и несплавлений вдоль линии сплавления состав предложеннои стали дополнительно содержит 0,0 1О, 15Х диспрозия и 0,04-0,08Х селена. з.п. ф-лы, 2 табл.

1299752

Изобретение относится к материалам, применяемым для сварки конструкций из хладостойких сталей с 6 и 9

Микеля, работающих при температурах до 77 К. 5

Целью изобретения является обеспечение высокой вязкости и пластичности швов при сварке хладостойких сталей с б и 9 никеля, а также повышение деформируемости на этапе изготовления сварочной проволоки и исключение образования дефектов в виде пор и несплавлений вдоль линии сплавления, На свойства стали данного типа при криогенных температурах существенное 1 влияние оказывает содержание таких примесей, как алюминий, титан, кремний. При их росте: алюминия и титана свьппе 0„01 и кремния свыше 0,05Х на фоне содержания кислорода до

0,05Х и азота до 0,01Х наблюдается значительное падение ударной вязкости металла шва при криогенных температурах. В связи с этим в основу создания системы легирования стали положен принцип интенсивного раскисления за счет введения в шов РЗИ.

Церий и лантан в виде мишметалла, обладая высоким химическим сродством к кислороду и среде, эффективны в качестве модификатора и раскислителя металла при сварке. Увеличение содержания этих элементов свыше приведенных количеств ухудшает ковкость стали на этапе изготовления заготовки под проволоку.

Введение в сталь диспрозия приво" дит к его преимущественной адсорбции на границе зерен, торможение в связи с этим сегрегации углерода на них, а также к взаимодействию его с фосфором с образованием тугоплавких соединений. Вместе с тем он работает и как раскислитель металла при сварке. Количественные пределы легирования стали диспрозием установлены экспериментально.

Наряду с этим введение в сталь

РЗИ позволяет решить еще одну задачу: предотвратить влияние магнитного дутья на процесс сварки, стабилизировать дугу и исключить появление дефектов в виде несплавлений вдоль линии сплавления шва и основного металла. Одновременно это позволяет снизить погонную энергию сварки и„ таким образом, ограничить попадание вредных примесей из основного металча в шов.

Введение селена позволяет избежать возникновения дефек гон в виде пор по линии сплавления за счет увеличения

1 смачивания металлом шва основного металла. Одновременно он улучшает деформируемость стали при волочении, Увеличение содержания селена сверх указанного предела ведет к падению ударной вязкости при криогенных темО. пературах, Прн содержании селена менее 0,04Х указанный эффект не наблюдается.

Бор является активным нитридообразователем. При этом, связывая азот, 5 он создает центры кристаллизации и, таким образом, измельчает структуру.

Это позволяет получить металл шва, характеризующийся высокой ударной вязкостью при криогенных температурах, а также высокой стойкостью против образования горячих трещин. Увеличение содержания бора сверх укаэанного предела приводит к значительному падению технологической прочности сварных со25 единений, Молибден повышает стойкость швов против образования трещин. Это объясняется его способностью подавлять развитие физической неоднородности в

30 металле шва после завершения кристаллизации. Он также снижает сегрегацию кислорода по сечению металла шва. Указанные пределы содержания молибдена установлены экспериментально. Дальнейшее увеличение содержания его вызывает резкое падение ударной вязкости шва при криогенных температурах.

Содержание углерода целесообразно

40 ограничивать 0,03 в связи с тем, что при большем его количестве возможно образование мелкодисперсных карбидов, выпадающих по границам зерен, Зто вызывает снижение пластичности и ударной вязкости шва при криогенных температурах.

Введение марганца в указанных пределах позволяет связать серу, что препятствует,горячеломкости швов.

Однако легирование никелевых швов только марганцем не исключает появление трещин.

Такая система легирования позволила получить стали, характеризующиеся высокой деформируемостью в процессе производства сварочной проволоки.

Примеры выполнения предложенной высоколегированной стали представлены в табл. 1.

1299752

i г л\ О л сч л

1 о

1

1 Л

I 1

1 1

1 4 1 а о ,8ю и о 9

1 о

С4

СЛ о

О1

С"1

О О

СО л

«»

ОО о л

С 4 л л

С 1

D о. л ь

СС

o o

o o л л о о

00 о о л ь л о о л о

О1 о

D л о ь о л ь ь о л о о о о

С 1 Щ о о о о л о о (\ о ь л ь

qI

С4

Э о О о о л о

-ю о О о л л о о

4 1 о о л о о о

О л о

Ю

D о

» !

01 1

I 3!

О1

0 о л о о

3Л о л о (71

IM ь о

CO

D о л ь л с Ъ Ю о ь л л

o o х

X х

Ф

Е х а

С»4 о л о

С ) СМ о о л л о о

0 1 о о

СС о л ь

l1l

Ю л о

00 о л ь

0 о л ь

Ос о л

I 1 а о

8 о

Я о л о м л о о л ь о о л л о о

С 1 л о о

С Ъ л о

Ln л о о л о

Ц о а о

1 и х

С Ъ о с о о о о л л о о

С \ о о о л о

D ь л

D о о л о о о л о

I Ю х ц х

ОЭ! х 0 1 (00 ь

0О л л о о

С»Ъ л о л ь л о о а о л

lA о о л

С»4 л л

Л л

Ф G

С»4 CO л о о ь ь ь л л о о

С»4 л ь б

С л о о

С»Ъ о о ь

С 1 ь л ь о о л о

Ch

С4

D о л

С»4 о о л л

Э 1

1 0(1 с. о

1 з а о о

V1 ХО!

Э 1 hC С а 1 3

10 1

О! Х

1 Х л

Э

° 1 Р

U 1 Ы

Й

I Ф л

10 I,Ô

1:! хо3 (1 (Р 1

g, I

Р 1 П E» I

Э ) Д Ф 1 о о

I а ! Л

А 1 01 (3

1 C I

1 Э I

Р Ж

æ21

-:1 00 л л л

СЧ

1299752

Механические свойства сварных швов определяли по ГОСТ 6996-66.

Наличие пор, несплавлений и тре— щин определяются просвечиванием сть> ков на установке РУП-6 и на мик- 5 рошлифах, вырезанных в поперечном

Т а блица 2

Механические свойства шва

Технологичносfb

Свари ваемы

Положение

Партия стали

Относительное

Преде прочности

Ударная вязНаличие дефектов в шве

Условны

Стабильмате- при предел текучес ти при

293 К, МПа сварность про цесса сварки риал удлинение при

77 K„ % кость при 77 К, Цж/м ке при

293 К

МПа

%"

804 20,1 0,96 Отсутствуют Стабилен

524

ОН6

800 21„0 1,30

841 22 7 1 00

799 20.,7 0,88

840 20,3 0,94"

780 18,0 0,99

801 20 0 1,10

870 16.,7 1,28

530

ОН9 Нижнее

Нижнее н

565

540

ОН6

510

550

Вер525

ОН9 кальное

П р и м е ч а н и е. Температура испытаний 169 К„ при температурах до 77 К, содержащая углерод, марганец, никель, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения вязкости и пластичности сварных швов, ее состав дополнительно содержит бор, молибден, мишметалл при следующем соотношении компонентов, мас.%:

50 Углерод 0,0 1-0,03

Марганец О, 1-0,8

Никель 7-15

Молибден 0,1-0,8

Бор 0,0003-0,003

55 0,01-0,3

Железо Остальное

2. Высоколегированная сталь по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения деформируеПрисадочные проволоки из стали предложенного состава позволяют получить высокопластичные (относительное удлинение не менее 15%}, высоковязкие (ударная вязкость при температуре 77 К для ОН9 и 169 К для ОН6 не ниже 0,5 МДж/м ) сварные швы на сталях с 6 и 9% никеля, При этом процесс стабилен как при сварке в нижнем положении, так и на вертикали; дефекты отсутствуют.

Формула из об ре те ни я

1 ° Высоколегированная сталь для производства сварочной проволоки, преимущественно для сварки сталей с

6 и 9% никеля, длительно работающих направлении из шва, стабильность процесса сварки — по отсутствию значительных отклонений дуги за счет маг-1

НИТНОГО ДУТЬЯ °

Полу 1енные данные приведены в табл. 2.

1299752—

Составитель Т. Арест

Редактор Ю. Петрушко Техред Н.Глущенко Корректор И. Иуска t

Заказ 1101/12 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мости на этапе изготовления проволоки и для исключения образования дефектов в виде пор и несплавлении вдоль линии сплавления, ее состав дополнительно содержит 0,01-0,157 диспроэия и 0,04-0,087 селена.