Состав сварочной проволоки

 

Изобретение относится к сварке, в частности к материалам для электрошлаковой сварки низколегированных конструкционных хладостойких сталей. Цель изобретения - повышение хладостойкости металла шва без последующей нормализации. Сварочная проволока имеет следующий состав, мас.%: углерод 0,04 - 0,11

кремний 0,17 - 0,37

марганец 2,0 - 3,35

алюминий 0,07 - 0,26

железо остальное. При этом содержание марганца и алюминия определяется по следующим зависимостям: MN = √0,45C<SP POS="POST">-1</SP> (мас.%)

AL = 0,09MN-C, мас.%., где C - содержание углерода, мас.%

MN - содержание марганца, мас.%. Ограничение содержания углерода и кремния, а также повышенное содержание марганца и алюминия способствуют увеличению ударной вязкости металла шва. При этом максимальный эффект от введения марганца достигается при заданном соотношении с углеродом. Оптимальные добавки алюминия для обеспечения хорошего раскисления металла шва и повышения хладостойкости выбирают в зависимости от относительных количеств марганца и углерода. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ WHT СССР (21) 4499655/31-27 (22) 28.10.88 (46) 07.06.90. Бюл. N 21 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) С.B,ÅãoðîBà, А.В.Юрчишин, А.И.Кренделева, В.M.Êoçóëèí, В,Я.Тишков, Б.В.Мичурин, Г.А.Сальников, И.К.дранковский и С.Н.Бережницкий (53) 621.791.04 (088.8) (56) Сущук-Слюсаренко И.И. и др.

Основные и сварочные материалы для электрошлаковой сварки. Киев: Наукова думка, 1981, с.80-81.

Авторское свидетельство CCCP и 353998, кл. С 22 С 38/06, 28.10.65.

Проволока Св-08ХН2ГМЮ ГОСТ 2246-70. (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к материалам для электрошлаковой сварки низколегированных конструкционных хладостойких сталей.

Цель изобретения — повышение хладоИзобретение относится к сварке, а именно к материалам для электрошлаковой сварки (ЭИС) низколегированных конструкционных сталей с высокой хладостойкостью, предназначенных для изготовления сосудов и аппаратов, эксплуатируемых в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехип:ической, нефтяной и газовой отраслях промышленности при отрицательных рабочих температурах.

Цель изобретения — повышение хладостойкости металла шва без последующей нормализации. (51) 5 В 23 К 35/30, С 22 С 38/06

2 стойкости металла шва без последующей нормализации. Сварочная проволока имеет следующий состав, мас. : углерод 0,04-0,11; кремний 0,17

0 37; марганец 2,0-3,35; алюминий

0,07-0,26; железо остальное. При этом содержание марганца и алюминия опререпяется таким образом: Мп =

=с 10,45C (мас,е0); Al = 0,09 Ип

С (мас.3), где С. — содержание углерода, мас.4; Mn — содержание марганца, мас.3. Ограничение содержания углерода и кремния, а также повышенное содержание марганца и алюминия способствуют увеличению ударной вязкости металла шва. При этом максимальный эффект от введения марганца достигается при заданном соотношении с углеродом. Оптимальные добавки алюминия для обеспечения хорошего раскисления металла шва и noBbl щения хладостойкости выбирают в зависимости от относительных количеств марганца и углерода. 2 табл.

Углерод, как известно, резко снижает ударную вязкость металла в особенности со структурой перегрева, поэтому содержание его в проволоке следует максимально ограничить. Исходя их технологичности металла при выплавке, он выбирается в пределах

0,04-0,11 мас.3.

Низкое содержание кремния в пределах 0,17-0,37 мас. в проволоке и, следовательно, в металле шва повышает ударную вязкость феррита, ослабляет химическую неоднородность шва и способствует увеличению его удар1569150

Ной вязкости, Этой же цели служат повышенные содержания марганца и алюминия. При этом марганец в количестве 2-3,35 мас.Ф резко измельчает

J вторичную структуру шва, устраняет ферритные оторочки по границам зерен и видманштетову структуру.

Максимальный эффект от введения марганца достигается при заданном соотношении с углеродом, равном Мп = /0,45C-, мас. а. Принимай этого является то, что марганец при содержаниях, близких к нижнему пределу, увеличивает, а при близких к верхнему 1,5 пределу уменьшает ударную вязкость феррита. Для компенсации такого влияния марганца при высоком его содержании (до 3 35 мас.1) количество углерода в проволоке должно быть понижено (до 0,04 мас.4). При содержании марганца около 2 мас.3 количество углерода можно повысить в укаэанных .:пределах (до 0,11 мас.5,") без снижеия ударной вязкости металла шва.

Положительная роль алюминия в количестве 0,07-0,26 мас.4 проявляется в увеличении ударной вязкости ферри:-а, оптимальном раскислении металла шва, измельчении его первичной структуры, более благоприятном распределении в структуре сульфидных включений.

Оптимальные добавки алюминия выбирают в зависимости от относительных количеств марганца и углерода по формуле А1 = 0,09 Nn - С, масс%. При содержании углерода по нижнему, а марганца -. по верхнему пределу количество алюминия должно быть максимальным чтобы обеспечить достаточное раскис- 40 ление шва, ударную вязкость феррита и, как следствие, высокую ударную вязкость металла шва. При содержании углерода по верхнему пределу (0,11 мас.4), марганца - по нижнему пределу (2,0 мас.Ф) достаточно

0,07 мас.r. Al. Алюминий в таком количестве совместно с 0,11 масА С обеспечивает хорошее раскисление шва, а совместно с 2,0 мас.3 Мп - высокую ударную вязкость феррита.

При содержании в проволоке углерода, кремния, марганца и алюминия в количествах, выходящих за пределы предлагаемых составов, не обеспечивается высокая хладостойкость металла шва при ЗШС без нормализации, Сталь для проволоки выплавляют в тигельных электропечах обьемом 50 кг

Из слитков изготавливают сварочные проволоки ф 3 мм и применяют их для сварки низколегированной стали марки

09Г?СЮ4 ТУ 14-232-40-81 изм.1, изготовленной МК "Азовсталь", толщиной

78,2 мм. Способ сварки - электрошлаковый, без последующей нормализации.

Сварные соединения подвергаются только высокому отпуску при 650 С, Металл шва испытывают на кратковременный разрыв при комнатной температуре и ударный изгиб при температурах от +20 до -70 С на образцах с круглым надрезом (Менаже). Структуру металла шва исследуют с помощью оптического микроскопа нНеофот-32" на шлифах, травленых в 53-ном растворе азотной кислоты, и электронного микроскопа "Ieol 200СК". Химический состав металла швов контролируется на анализаторе "Спектровак-1000".

Химический состав проволок приведен в табл. 1.

Результаты испытаний механических свойств металла швов при электрошлаковой сварке без последующей нормализации проволоками с химическими составами в соответствии с табл. 1 приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, металл швов, полученных при электрошлаковой сварке без нормализации, проволокой укаэанного состава обладает требуемой ударной вязкостью даже при -70 Г.

Сварочная проволока позволяет обеспечить высокую хладостойкость металла швов при электрошлаковой сварке без нормализации низколегированных конструкционных сталей, упростить и удешевить технологию изготов ления сварных конструкций из этих сталей за счет отказа от нормализации, ф о р м у л а изобретения

Состав сварочной. проволоки, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения хладостойкости металла шва беэ последующей нормализации при использовании проволоки преимущественно для электрошлаковой сварки низколегированных сталей толщиной до 80 мм, состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ф .

6 при этом содержание марганца и алюминия определяется по зависимостям, мас.Ф:

Мп:= 0,45C

Al = 0,09Мп-с

0,04-0,11

0,17-0,37

2,00-3,35

0,07-0,26

Остальное

Та бли ца 1

Содержание элементов, мас. 3

Состав проволоки

1 с J si ) ип ) Al (Pe

0,16 3,87

0,17 3,35

0,27 2,37

0,37 2,00

0,38 1,86

Таблица 2

Сос- 6,:, бв, 1 тав МПа МПа про-! воло- ки

Минимальные значения KCV, Цж/см2, о при температуре, С

+20 1 -40

1 . 460 570 22 66

2 480 605 21 68

3 485 610 22 65

4 482 600 23 68

5 470 580 20 65 ю

Составитель H. Саленко

Реда ктор С. Патрушева Техред М.Дидык Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Заказ 1416 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

«

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoö, ул. Гагарина, 101

Углерод

Кремний

Марганец

Алюминий

Железо

3

0,03

0,04

0,08

0,11

0,13

0,32 95,62

0,26 96,18

0,13 97,15

0,07 97,45

0,04 97,59

80 25 20

135 70 60

190 75 65

130 65 45

100 20 18