Состав сварочного прутка
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ ТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Опубликовано 2304.81. Бюллетень 89 15 (51)М. Клз В 23 К 35/30 22 C 38/10 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791. .042.2(088.8) Дата Опубликования описания 2504,81 (54 ) СОСТАВ СВАРОЧНОГО ПРУТКА 3,4-3,7 2,7-3,7 0,4-0,7 Изобретение относится к сварочному производству и предназначено для исправления отливок (трещин, газовых раковин) из высокопрочного чугуна. В настоящее время применяются порошковые проволоки с иттрием и магнием для сварки чугуна. Однако применение порошковых проволок на базе лигатур иттрия с железом, никепем, магнием приводит к химической неоднородности и большой чувствительности присадочных материалов к концентрации напряжений в зоне наплавки. Наличие магния в составе иттриевых лигатур, ввиду его высокой активности к кислороду, сере, азоту приводит к образованию различных неметаллических соединений типа "черных пятен" и ослаблению наплавленного металла в зоне заварки, по сравнению с основным металлом. Подготовка н тщательный размол порошков иттрия и магния .является весьма трудоемким процессом. Известен состав j1) сварочного прутка для заварки высокопрочного чугуна, содержащий следующие компоненты, вес.%г Углерод Кремний Марганец Никель 0,1-0,6 Титан 0,1-0,2 Медь 0,01-2,5 Олово 0,01-0,5 Бор 0,05-0,2 Церий 0,05-0,25 Иттрий 0,02-0,15 Железо Остальное. Известен состав (21 сварочного прутка для заварки высокопрочного чугуна, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ: Углерод 3,4-3,7 Кремний 2,7-3,7 15 Марганец 0,4"0,7 Никель 0,1-0,6 Титан 0,1-0,2 Медь 0,01-2,5 Олово 0,01-0,5 20 Бор 0,05-0,2 Церий - 0,05-0,25 Иттрий 0,02-0,15 Железо Остальное. Однако в известном составе присадочного прутка сочетание различных элементов химического состава приводит к ряду недостатков, которые снижают как качество сварного соединения, так и требуют дополнитель30 ных мерОприятий термической обработ823041 Таблица 1 Компоненты вес.Ъ С St Ип é1 Т Cu Sn В Ва С1 Y И Способ 0,18 0,16 0,9 0,36 0,16 - 0,23 0,11 - 0,002 0,03 Остальное Известный 3,4 2,.78 0,5 Предлагаемый 3,3 1,78 0,48 — — 0 5 4,0 3,5 0,64 0,047 — 0,003 0,0520стальное 0,5 2,0 ки для обеспечения нормальной микроструктуры наплавленной зоны без включения карбидов. Б составе присадочного прутка име- ется титан и олово, проявляющие десфероидиэирующее влияние на форму графита в наплавленном металле. При взаримодействии с модифицирующими элемен тами цепция и иттрия они приводя к образованию графита неправильной формы, увеличивая надрезывающее действие на матрицу металлической основы ® в зоне заварки. Образукщиеся неметаллические соединения атой системы распределяются по границам образующихся зерен, снижая прочностные характеристики сварочной зоны. 15 Цель изобретения - повышение ка чества сварного соединения и механических пластических свойств металла шва. Поставленная цель достигается тем,,"щ что состав дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод 3,3-4 Кремний 1,7-3,5 Марганец 0,4-0,8 Иттрий 0,01-0,05 Известен присадочный пруток, содержащий в химическом составе 0,113 иттрия и 0,23% церия, имеет в микро- ®0 структуре от 20 до 25% структурно свободного цемента. Для проведения механических испы,таний проводят отжиг при 900©С и выдержке 2 ч. Микроструктура предлаБарий 0,3-0,5 Медь 0,5-2 Железо Остальное . Присутствие иттрия в сварочном прутке в твердом растворе железа в пределах его растворимости приводит к равномерному распределению иттрия в металлической матрице беэ химической неоднородности. Незначительное парциальное давление паров иттрия, около 0,001 кгс/см, в зоне расплавления и низкая скорость убывания паров иттрия из расплава обеспечивает стабильное содержание его во всем обьеме металла, что способствует образованию графита шаровидной Формы с размером включений до 15-20 мкм. Барий является сильным графитизатором и способствует формированию в зоне заварки перлито-ферритной микроструктуры без включения карбида железа Fe C при высокой скорости кристаллизации и затвердевания. Предлагаемое содержание меди повышает пластические свойства сварного соединения. Химический состав известного и предлагаемого сварочных прутков представлен в табл. 1. 0,3 — 0,015 — 0,003 0,041 Остальное гаемого состава .1 и 2, содержащего 0,015-0,047% иттрия и 0,3-0,5% бария, состоит из феррита и перлита, включений цементита не наблюдается. Результаты механических испытаний исследуемых чугунов приведены в табл. 2. 823041 Т а блица 2 Механические свойства Известный 58,3 42,0 6,4 217 5,1 После о жига при 900 С: Предлагаемый 7,1 76,5 54,3 6,1 Без отжига То же 241 78,7 7,6 55,1 6,4 Составитель Н. Соколова ец Тех ед N.påéâåñ Ко екто Н. Швыдкая Тираж 1148 Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4 5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Содержание иттрия в чугуне 0,015-0,0473 в пределах растворимости 20 его в твердом растворе железа обеспечивает получение полностью шаровидной формы графита. Оптимальное содержание бария в составе сварочного прутка обеспечивает 25 формирование перлито-ферритной микроструктуры при содержании в 0,3-0,5%. При снижении содержания ниже 0,3% в микроструктуре образуются карбиды железа Ре9С, а при увеличении содержания сверх 0,53 увеличивается количество ферритной составляющей, что вызывает снижение предела прочности. Высокие пластические свойства обеспечиваются содержанием в составе прутка меди в количестве 0,5-2 0%. Увеличение содержания меди свыше 2,03 не повышает заметно пластических свойств сварочного прутка. Формула изобретения Состав сварочного прутка, преиму- 40 щественно для заварки дефектов литья из высокопрочного чугуна, содержащий углерод, кремний, медь, иттрий, марганец, железо, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и механических пластических свойств . металла шва, состав дополнительно содержит барий .при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод 3,3-4 Кремний 1,7-3,5 Марганец 0,4-0,8 Медь 0,5-2 Иттрий .0,01-0,05 Барий 0,3-0,5, Железо Остальное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3723100, кл. 75-123 СВ, 27.03.73. 2. Авторское свидетельство СССР Р 517443, кл. В 23 К 35/30, 1975 (прототип).
