Состав сварочной проволоки

 

Изобретение относится к сварке, а именно к состава.м сварочных проволок, используемых для сварки жаропрочных сплавов. Цель - повышение жаропрочности и стойкости металла шва против образования горячих треш.ин. В состав проволоки, содержа шей., мае. %: хром 6,0-11,0; молибден 5,5-9,5; вольфрам 4,0-7,0; ниобий 3,6- 6,5; алюминий 2,6-4,0; титан 0,1-0,8; железо 0,01-0,5; марганец 0,05-0,40; углерод 0,03-0,16, бор 0,002-0,08; церий 0,001-0,08; иттрий 0,02-0,30; никель - остальное , дополнительно вводится 0,01 - 0,10 мас.% магния. При это.м соотношение ниобия и алюминия равно 1,2-2,5, а сумма алюминия и титана равна 2,7-4,2 мас.%. Магний совместно с иттрием и церием активно связывает серу, кислород, азот и улучшает стойкость металла шва против образования трещин. Ниобий в указанных количествах способствует получению двухфазной структуры шва, обладающей повышенной стойкостью против горячих трещин, в качестве второй фазы в которой используется эвтектика у-|-у Соотношение алюминия и ниобия влияет на количество эвтектики и температуру ее образования. Суммарное содержание титана и алюминия выбирают из соображений повышения стойкости металла шва против горячих трещин, а молибден и вольфрам совместно с микродобавками бора повышают жаропрочность шва. 2 табл. с fS (Л 4 ю ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 35/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4083618/31-27 (22) 02.07.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) К. А. Ющенко, Н. И. Пинчук, А. Г. Даниляк, И. Л. Ровенский, В. Ф. Котов, Н. К. Рязанцев, В. И. Шварц, Г. А. Махнева, В. С. Пакулева, А. Б. Сергеев и А. О. Майоров (53) 621.791.042.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 245236, кл. В 23 К 35/30, 18.07.67.

Авторское свидетельство СССР № 529924, кл. В 23 К 35/30, 07.05.75. (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к составам сварочных проволок, используемых для сварки жаропрочных сплавов. Цель — повышение жаропрочности и стойкости металла шва против образования горячих трещин. В состав проволоки, содержащей,мас.%: хром 6,0 — 11,0; молибден 5,5 — 9,5; вольфрам 4,0 — 7,0; ниобий 3,6—

ÄÄSUÄÄ 1425012 A 1

6,5; алюминий 2,6 — 4,0; титан 0,1 — 0,8; железо 0,01 — 0,5; марганец 0,05 — 0,40; углерод 0,03 — 0,16, бор 0,002 вЂ,08; церий

0,001 — 0,08; иттрий 0,02 — 0,30; никель — остальное, дополнительно вводится 0,01—

0,10 мас.% магния. При этом соотношение ниобия и алюминия равно 1,2 — 2,5, а сумма алюминия и титана равна 2,7 — 4,2 мас.%.

Магний совместно с иттрием и церием активно связывает серу, кислород, азот и улучшает стойкость металла шва против образования трещин. Ниобий в указанных количествах способствует получению двухфазной структуры шва, обладающей повышенной стойкостью против горячих трещин, в качестве второй фазы в которой используется эвтектика у+у . Соотношение алюминия и ниобия влияет на количество эвтектики и температуру ее образования. Суммарное содержание титана и алюминия выбирают из соображений повышения стойкости металла шва против горячих трещин, а молибден и вольфрам совместно с микродобавками бора повышают жаропрочность шва. 2 табл.

1425012

Формула изобретения

Изобретение относится к сварке, а именно к составам сварочных проволок, используемых для сварки жаропрочных сплавов, и может быть использовано в энергостроении, машиностроении и других областях промышленности.

Цель изобретения — повышение жаропрочности и стойкости металла шва против, образования горячих трещин.

Улучшение стойкости никелевых швов про.; тив образования горячих трегцин может быть достигнуто путем создания в них двухфаз HQH структуры с эвтектикой.

Обеспечение двухфазной структуры шва, в качестве второй фазы в котором используется эвтектика у+у, достигнуто введе, нием в проволоку повышенного содержания

, ниобия 3,6 — 6,5 мас.о. При этом учитыва ли, что ниобий входит в состав у-фазы,, а также склонность ниобия к ликвации. Обо, гащая межосные и междендритные проме жутки в шве, ниобий способствует увеличе/ нию количества эвтектики у+;:-первичная, а также снижению ее температуры. Темпера-! тура эвтектики у+у в никелевых сплавах ! с алюминием и ниобием не на много пре; вышает температуру боридной эвтектики, а следовательно, также может растворять ликвирующие примеси (S, P, О), которые образуют по границам кристалл итов легкоплавкие прослойки и способствуют образованию трещин. Соотношение алюминия и ниобия влияет на количество эвтектики и температуру ее образования.

Нижний предел содержания в проволоке ниобия 3,6 мас. / выбран lio результатам оценки стойкости швов против трещин.

Верхний предел содержания ниобия ограничен 6,5 мас.o „ в связи с необходимостью ограничения количества эвтектики у+

+у, затрудняющей горячую деформацию и производство проволоки. Для оптимальной эффективности повышения стойкости шва против трещин при автоматической сварке металла толщиной до 25 мм содержание нио- 40 бия в проволоке целесообразно выбрать по отношению к алюминию в пределах 1,2—

2,5.

Для этой же цели содержание титана в проволоке целесообразно ограничить так, чтобы суммарное содержание алюминия 45 и титана не превышало 4,2 мас.Я и находилось в пределах 2,7 — 4,2 мас.о .

Магний и иттрий введены в проволоку в качестве элементов, активно связывающих вредные для сварки примеси (серу, кислород и др.) для улучшения стойкости швов против трещин. Влияние этих элементов эффективно уже в малых дозах. Поэтому нижний предел содержания иттрия выбран 0,02, а магния 0,01 мас.Я. Верхний предел содержания иттрия ограничен

0 3. а магния 0 1 мас.ф, так как при большем их содержании возрастает количество неметаллических включений и ухудшаются механические свойства швов.

Молибден и вольфрам повышают жаропрочность никелевого сплава.

Введение молибдена полезно также в качестве элемента, обогащающего границы кристаллитов и улучшающего их прочность.

Молибден также входит в состав у -фазы и может изменять свойства эвтектики y+y .

Нижние пределы содержания молибдена и вольфрама соответственно 5,5 и 4,0 мас.Я выбраны по условию требования повышения жаропрочности шва. Верхний предел содержания молибдена 9,5, а вольфрама 7,0 мас.оо ограничены по условиям ухудшения технологичности проволоки при горячей обработке давлением. По аналогичной причине ofраничен верхний предел содержания хрома

11,0 мас.Я. Нижний предел содержания хрома 6,0 мас.Я выбран с учетом требований обеспечения окалиностойкости шва в связи с ее понижением при меньшем содержании.

Для улучшения жаропрочности швов в состав проволоки введены микродобавки бора, а содержание элементов, снижающих жаропрочность (марганец, кремний и железо), ограниченно пределами, обусловленными использованием при выплавке шихтовых материалов, содержащих эти элементы в качестве примесей.

Примеры выполнения предлагаемого состава сварной проволоки приведены в табл. 1.

Результаты испытания на жаропрочность и наличие горячих трещин приведены в табл. 2.

Предлагаемая сварная проволока обеспечивает получение при сварке никелевых сплавов жаропрочных сварных и. вов, стойких против горячих трещин.

Состав сварочной проволоки . ля сварки плавлением жаропрочных сплавов. содержащий хром, молиоден, вольфрам, ниобий, алюминий, титан, железо, марганец, кремний, углерод, бор, церий, иттрий, никель, отличаюи1ийся тем, что. с целью повышения жаропрочности и стойкости металла шва против образования горячих трещин, в состan дополнительно введен магний при следующем соотношении компонентов, мас.о„ :

Хром 6,0-- 1 1,0

Молибден 5.о — 9,э

Вольфрам 4,0 -7,0

Ниобий :3,6 65

Алюминий 2.6--4,0

Титан 0,1 0,8

Железо 0,01 — 5,00

Марганец 0,05 — -0,40

Кремний 0,01- -0 40

Углерод 0,03 — 0,16

Вор 0,002 — 0,08

Церий 0,001 --0,08

1425012

Магний

Иттрий

Никель

0,01 — 0,10

0,02 — 0,30

Остальное

Таблица 1

Компоненты мпонент

1 Л

1 2

11,0

6,0

Хром

11,0

10,2

9,3

7,5

5,8

7,0

6,6

9,0

9,5

Молибден

5,5

Вольфрам

7,0

6,2

5,6

4,0

5,7

5,5

5,20

3,60

4,58

5,96

6,50

Ниобий

6,00

3,60

3,00

2,84

2,60

4,00

3,30

Алюминий

0,60

0,80

0,20

0,26

О, 10 титан

0,30

0,01

1,45

3,50.О, 15

2,16

5,00 ke7iåçî

0,30

0,22

0,05

0,08

0,30. !арго не ц

0,40 0,35

0 4

0,01

Кр е>>и 77 й

О, 18

О, 14

0,03

0,06

0,08

0,08

Углерод

0,16

0,11

Ьор (777 расчету) 0,08

0,002

0,005

0,02

0,02

0,002

0,005!!еl>IIII (lli> расчету) 0,001 0,08

0,05

0,О8

0,01

Ма> нп,", (по расчету) 0,02

0,05

U,01

0,02

0,10

0,02

0,02

Итчрий (по расчету) 0,05

0,02

О, 1О

0,20

0,30

Никель (осталь«oe) 64,383 64,569 72,76

63,98 60,578 1, 005

7>>Ь/А !

1,44

1,20

1,61

",50

1,49

2,00

k A! -7- Ti

4,20

3,80

3, 1О

2,70

3,60

Таблица2

СосВремя, ч, до разрушения наплавленного металла при

О

750 С и напряжении 4б0 МПа

Наличие горячих трещин в металле наплавки тав

Нет м

78-100

5 м м

75-81

Составитель Т Арест

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 4722/14 Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делана изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4775

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

72 — 80

57-бЗ

48-75

111-150 при этом отношение содержания ниобия к содержанию алюминия равно 1,2 — 2,5, а сумма алюминия и титана равна 2,7 — 4,2%.