Чугун для сварочных прутков

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при исправлении поверхностных дефектов в чугунных отливках методом наплавки. Цель - достижение однородности структуры и механических свойств в наплавленном и основном металлах отливки. Предложенный состав чугуна для сварочного прутка содержит, мас.%: С 3,5- 4,0; S 3,5-4,5; Мп 0,01-0,40; Ni 0,3- 1,0; Сг 0,01-0,06; А1 0,01-0,10; Мд 0,036-0,085;- Си 0,01-0,50; Са 0,01- 0,08; РЗМ 0,01-0,06; Ti 0,05-0,10; Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна для сварочных продуктов титана обеспечивает достижение однородности структуры и свойств в наплавленном и основном металлах отливки , а также снижение на 10% броска/ отливок после заварки. 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!91 (111

Щ)5 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H. А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ элементов (марганца, никеля и меди) приводит к получению высоких механических свойств сварного шва при образовании вермикулярной форьы графита.

С увеличением содержания хрома в составе прутка более 0,06% иэ-эа сильного его карбидообразующего влияния в направлянщем шве образуются карбиды, что приводит к резкому снижению механических свойств шва. При кали» чии в составе менее 0,01% хрома его воздействие на повышение механических свойств не проявляется.

Содержание в составе прутка магния й. .в количестве 0,035-0,085% способствует лучшему усвоению остаточного содержания магния в сварном шве, что при наличии других модифицирующих элементов (кальций, редкоземельные элементы) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4372760/02 (22) 08.12.87 (46) 30.03.91. Вюп. Р 12 (71) Камское объединение по производству большегрузных автомобилей (72) В.Д. Краля, С. П.Дмитриев, В. В. Венгер, Е.А, Ерешканов и А.M.Êîñòåíêî (53) 669. 15-196 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1090749, кл, С 22 С 37/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 550453, кл. С 22 С 37/10, !977. (54). ЧУГУН ДЛЯ СВАРОЧНЫХ ПРУТКОВ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при исправлении поверхностных дефектов в

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугунных сварочных прутков для разделки поверхностных дефектов в отливках, например газовых раковин, трещин.

Цель изобретения — достижение однородности структуры и механических свойств в наппавленном и основном металлах отливки, а также снижение брака отливок после заварки в них дефектов.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в предложенном составе сварочного чугунного прутка обусловлен следунзцим.

Введение в состав чугуна прутка хрома в количествах 0,01-0,06% при наличии в составе других легирукщих

2 чугунных отливках методом наппавки.

Цель — достижение однородности структуры и механических свойств в наплавленном и основном металлах отливки.

Предложенный состав чугуна для сварочного прутка содержит, мас.%: С 3 54,0; 51 3,5-4 5; Ип 0,01-0,40; М 1 0,31,О; Сг 0,0 1-0,06; Al 0,01-0, 1О; Mg

0,036-0,085;. Си 0,01-0,50; Са 0,01-

О ° 081 РЗМ 0,01-0,06; Тl 0,05-0,10;

Fe остапьное. Дополнительный ввод в состав чугуна для сварочных продук" тов титана обеспечивает достижение однородности структуры и свойств в наплавленном и.основном металлах отливки, а также снижение на 10% броска 1 отливок после заварки. 2 табл..

1638195 способствует получению вермикулярной формы графита. При содержании в составе прутка менее 0,035Х магния .в процессе сварки он в значительном ко- 5 личестве угорает, а остаточное содержание его в шве менее 0,01Х недоста" точно для получения вермикулярной формы графита. При увеличении содержания магния в составе прутка более 0,085 1р сварной шов получается с отбелом, что приводит к ухудшению свойств шва.

Содержание кремния 3,5-4,57 в составе прутков способствует получению качественного шва без отбела. При со- fg держании менее 3,57 кремния в составе прутка образуются при сварке карбиды, что вызывает отбел, снижение механических свойств шва. При увеличении в . прутке более 4,57 кремния происходит 20 понижение механических свойств шва.

Никель (0,3-1,0X) в составе прутка способствует легированию совместно с медью основы сварного шва, что обеспе чивает повышение его механических 25 свойств.

Содержание кальция в составе прутка в количестве 0,01-0,087 и редкоземельных металлов в количестве О, 01-0, 067. совместно с модифицируницим элементом магнием в количестве О, 035-0, 085Х и при наличии демодификатора титана в количестве 0,05-0, IX вызывает образование в структуре,наплавленного слоя металла с графитом вермикулярной формы.

Марганец, медь, апюминий в составе прутка совместно с никелем, хро мом способствуют повышению механических свойств чугуна. Из-за сильного карбидообразующего влияния хрома и 40 марганца их содержание в составе прутка понижено (хрома менее 0,06, марганца менее 0,4Х) .

Углерод в составе прутка совместно с кремнием выполняет роль графитизато- 45 ра, способствует устранению отбела сварного шва.

Изготовлены и испытаны составы прутков для проверки на свариваемость, качество и свойства металла шва. Исследуемые составы прутков приведены в табл. 1, Необходимый состав прутков получали путем выплавки исходного чугуна, содержащего углерод, кремний1 марганец, никель, титан, алюминий, медь,и ввода в него комплексных модификаторов, содержащих, мас. ; магний 7; кальций 1,5; редкоземельные металлы 1,0; кремний 55; железо — остальное. Дпя оптимизации состава по модифицирукщим и графитизирукицим элементам испольэовали лигатуры

ФСЗОРЗМЗО с содержанием до ЗОХ РЗМ, никель-магниевую лигатуру и ферросилиций ФС75. Из приготовленного чугуна отливалй прутки диаметром 8 мм, длиной 300 мм. Проверку на свариваемость и качество сварного шва проводили на пластинах размером 300 300 25 мм, отлитых:.из высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом.

Механические свойства чугуна пластин составляют: предел прочности при растяжении 385 МПа, относительное удлинение 2,57, Пластины с разделенными под 45 кромками подогревали до 600-620 С, а затем проводили их соединение газовой сваркой. Из сварного шва вырезапи образцы для испытания качества и свойств сварного шва. Механические свойства чугуна шва показаны в табл.2.

Одновременно проводили сварку ппастин известным составом прутков.

Как следует иэ табл. 1 и 2, дополнительный ввод в состав чугуна для сварочных прутков титана позволил достичь однородности механических свойств (Q, 8 и НВ) в наплавленном и основном металлах отливки, а также снизить брак отливок после заварки на 10Х.

Формула изобретения

Чугун для сварочных прутков, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, алюминий, магний, медь, кальций, редкоземельные элементы и железо, отличающийся тем, что, с целью достижения однородности структуры и механических свойств в наплавленном и основном метаплах отливки, а также снижения брака отливок после заварки s них дефектов, он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Углерод 3,5-4,0

Кремний 3,5"4,5

Марганец 0,01-0,40

Никель 0i3-1,0

Хром 0,01-0,06

Алюминий 0,01-0,10

Магний О, 036-0, 085

Медь 0,01-0,5.

Кальций 0,01-0,08! 638195

0,05-0, 10

Ост ап ьное

Редкоземельные элементы

Титан

Железо

0,01-0,06

Таблица 1

Химический состав прутка, мас. Х .

С Si Нл Сг и! Т! 41 Но Си Са P3M Fe сЧугуе для Номер сварочно- обрааго ирвтка ца

0,06 Ост

О 03

О 1

0,005

4,$ 0,01 0,06

40 01 003

3,5 0,4 О,ol

25 0 5 004

O 035 0,5 O OI

0,0$0 0,2$ 0,03

0 085 0 OI 0,08

0,02 0,2 0,02!!радлова иаый

Варианты

0,3 0,05

0,6 0,08

Ie0 О,!

0,2

3,5

3,8

4,0

3,6

0,1

0,О5

0,0!

0,01

Известна!

Таблица 2

Брак отливок ао заварке, X панические свойства наплавленного чугуна

Состав нснытуе мого орутка роструктура нанлавленного основного металла

Относительное удлинение, X

Твердость, НВ

Предлоиенный

1 384

Перлитоферритная (феррита 25X)

Графит верыпсулярной форьеа

Перлитоферритная (феррита 10X)

Г зафит вермикулярной формь1

Перлитоферрнтная (ферритa IOX)

Графит вермикуляриой форма

Перлитная, графит лластинчатьй, мемдендритно-точечный, цементит (до IOX)

Перлитоферритная (феррит а 15X) ° графит вермикулярный, шаровидный (до 152) 180

2,2

2,4

2,4

390

182

2,8

185

144

0,2

Известный

12, 5

2?5

180

Чугун отливок 365 . (основной металл) 3,0

Составитель Н. Косторной

Техред М.Дидык Корректор Т. Колб

Редактор А. Маковская

Заказ 903 Тираж 380 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раун!ская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101