Состав проволоки для наплавки

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к материалам для наплавки, и может быть использовано при восстановлении поверхности деталей, работающих при высоких удельных давлениях и при циклических теплосменах. Цель изобретения - повышение разгаростойкости и высокотемпературной износостойкости наплавленного металла (НМ). Состав проволоки содержит, мас.% : 0,12 - 0,18 углерода, 0,45 - 0,75 кремния, 0,70 - 0,90 марганца, 5,50 - 6,0 хрома, 0,40 - 0,60 никеля, 0,50 - 0,64 молибдена, 0,12 - 0,25 ванадия, 0,05 - 0,10 титана, 0,10 - 0,25 алюминия, 0,15 - 0,20 РЗМ, железо остальное. В этот состав дополнительно вводится 0,50 - 0,70 мас.% вольфрама. В качестве редкоземельных металлов берется церий, 0,50 - 0,70 мас.% вольфрама повышает прочность НМ без снижения его разгаростойкости. Использование в проволоке 0,15 - 0,20 мас. % церия при указанном содержании никеля, хрома, кремния, молибдена способствует повышению вязкости металла наплавки и его сопротивляемости образованию разгарных трещин. 2 табл.

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к материалам для наплавки, и может быть использовано при восстановлении поверхности крупногабаритных изделий, например стальных рабочих валков, станов горячей прокатки, методом наплавки. Цель изобретения состоит в повышении разгаростойкости и высокотемпературной износостойкости наплавленного металла. Содержание вольфрама до 0,70% позволяет упрочнить шов без его охрупчивания, а при его большем содержании начинает снижаться сопротивляемость образованию разгарных трещин. При содержании вольфрама менее 0,50% слабо проявляются его упрочняющие свойства. При содержании углерода в предлагаемом составе проволоки для наплавки выше 0,18% начинают образовываться сложные карбиды, которые охрупчивают металл шва. Содержание углерода менее 0,12% мало сказывается на упрочнении наплавленного металла и приводит к недостаточному раскислению сварочной ванны. Кремний и марганец вводятся как раскислители сварочной ванны, а также как легирующие добавки, причем при содержании кремния менее 0,45% и марганца менее 0,70% слабо проявляются их раскисляющие свойства, а при Si > 0,75% и Mn > 0,90% незначительны их упрочняющие свойства по сравнению с другими легирующими элементами проволоки. Повышение стойкости против трещин разгара обусловлено содержанием хрома до 6%, что повышает твердость, прочность, сопротивление износу. Менее 5,5% хрома нежелательно, так как снижается его упрочняющее воздействие. Титан является сильным раскислителем, уменьшает склонность к старению от азота, так как активно с ним связывается. Титан при содержании 0,05... 0,10% сильно замедляет рост зерна, связывает углерод в карбиды, повышает температуру отпуска, что позволяет сохранить твердость в условиях периодического нагрева и охлаждения, также уничтожает столбчатое строение шва, а следовательно, существенно снижает склонность к горячим трещинам. Алюминий является хорошим раскислителем, кроме того, его микродобавки в количестве 0,10-0,25% способствуют измельчению зерна. Никель в количестве 0,40-0,60% способствует повышению пластичности металла шва, а следовательно, снижению чувствительности к концентраторам напряжений. Молибден введен для повышения прочностных свойств металла шва, не повышая его хрупкости, что особенно важно при знакопеременных нагрузках и температурных изменениях. При содержании молибдена менее 0,50% его влияние сказывается слабо, а при содержании молибдена более 0,65% начинает падать пластичность и ударная вязкость из-за выделения интерметаллических фаз. Наличие ванадия позволяет достигнуть приемлемой прочности металла шва за счет измельчения его структуры. При этом содержание ванадия менее 0,12% не оказывает модифицирующего действия на металл шва, а его содержание более 0,25% не способствует дальнейшему повышению прочности. Использование в проволоке церия (0,15-0,20%) при соответствующем содержании никеля, хрома, кремния и молибдена способствует повышению вязкости металла и его сопротивляемости образованию разгарных трещин. Примеры конкретного выполнения предлагаемой наплавочной проволоки приведены в табл. 1. Плавки осуществлялись в обычной индукционной печи (в данном случае ГП-102А) по известной металлургии технологии. После выплавки полученные наплавочные материалы протягивались в проволоку сплошного сечения диаметром 5 мм. Производили многослойную наплавку (7-8 слоев) исследуемыми проволоками на пластины из стали 3 (размер пластины 250х100х10 мм) подвесной головкой А-384МК под флюсом АН-20С. Режим наплавки: ток 450 А; напряжение на дуге 32 В; скорость наплавки 30 м/ч. Испытания на разгаростойкость и высокотемпературную износостойкость производились на известной установке. При проведении исследований были приняты параметры: удельное давление при трении 70 Н/мм², скорость трения 20 м/мин, максимальная и минимальная температуры поверхности образца 500 и 120^оС, продолжительность одного цикла (нагрев - охлаждение) 38 с. Из верхних слоев наплавленного металла изготавливали образцы размером 50х20х12 мм. Износостойкость оценивали, замеряя глубину выработанной канавки, разгаростойкость - по количеству циклов нагрев - охлаждение до зарождения первой трещины и сетки разгара. После испытания образцы разрезались в месте трения и определялась максимальная глубина проникновения трещин. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Как следует из результатов испытания, благодаря установленному соотношению компонентов проволоки металл наплавки обладает высокой износостойкостью при повышенной температуре и высокой сопротивляемостью против образования трещин разгара.

Формула изобретения

СОСТАВ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ НАПЛАВКИ, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, алюминий, РЗМ, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения разгаростойкости и высокотемпературной износостойкости наплавленного металла, состав содержит вольфрам, а в качестве РЗМ взят церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,12 - 0,18 Кремний 0,45 - 0,75 Марганец 0,70 - 0,90 Хром 5,50 - 6,0 Никель 0,40 - 0,60 Молибден 0,50 - 0,65 Ванадий 0,12 - 0,25 Титан 0,05 - 0,10
Алюминий 0,10 - 0,25
Церий 0,15 - 0,20
Вольфрам 0,50 - 0,70
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---