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 - 0,14 кремний 0,2 - 0,4 марганец 2,0 - 2,6 хром 1,1 - 2,0 алюминий 0,06 - 0,20 железо остальное. При этом содержание алюминия зависит от содержания хрома и углерода и определяется таким образом: AL = 0,1CR + 0,5 C - 0,07 (мас.%), где CR - содержание хрома, мас.% C - содержание углерода, мас.%. Ограничение содержания углерода и кремния способствует увеличению ударной вязкости. Хром, марганец и алюминий увеличивают хладостойкость металла шва, при этом эффект увеличения хладостойкости шва достигается при указанном соотношении содержания алюминия, хрома и углерода. Алюминий обеспечивает хорошее раскисление металла шва, а также компенсирует отрицательные воздействия углерода и хрома на ударную вязкость. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU,»15691 9
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499558/31-27 (22) 28.10-.88 (46) 07.06.90. Бюл. 0 21 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) С.В.Егорова, А.В.Юрчишин, А.И.Кренделева, В.И.Козулин, В.Я,Тишков, Б.В.Иичурин и Г.А.Сальников (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 СССР 446377, кл. B 23 K 35/30, 29.11.74.
Авторское свидетельство СССР и 514040, кл. С 22 С 38/18, 07А2.75 °
Проволока Св - 10XI 2С, ГОСТ
2246-70. (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к материалам для электрошлаковой сварки низколегированных
Изобретение относится к сварке, а именно к материалам для электрошлаковой сварки низколегированных конструкционных сталей с высокой хладостойкостью, предназначенных для изготовления сосудов и аппаратов, эксплуатирующихся в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности при отрицательных рабочих температурах. (51)5 В 23 К 35/30, С 22 С 38/18
2 конструкционных хладостойких сталей °
Цель изобретения - повышение хладостойкости металла шва без последующей нормализации. Сварочная проволока имеет следующий состав, мас.4: углерод 0,04-0,14; кремний 0,2-0,4; марганец 2,0-2,6; хром 1,1-2,0; алюминий 0,06-0,20; железо остальное.
При этом содержание алюминия зависит от содержания хрома и углерода и определяется таким образом: А1 = 0,1 Cr +
+ 0,5 С - 0,07 (мас.ь), где Cr - содержание хрома, мас.Ф: С вЂ” содержание углерода, мас.4. Ограничение содержания углерода и кремния способствует увеличению ударной вязкости.
Хром, марганец и алюминий увеличивают хладостойкость металла шва, при этом эффект увеличения хладостпйкости шва достигается при указанном соотноше- С нии содержания алюминия, хрома и углерода. Алюминий обеспечивает хорошее ф раскисление металла шва, а также компенсирует отрицательные воздействия углерода и хрома на ударную вязкость.
2 табл.
Цель изобретения - повышение хладостойкости металла шва без последующей нормализации.
Верхний предел содержания углерода (0,144) ограничен возможностью обеспечения высокой хладостойкости металла шва, нижний - технологичностью стали при выплавке и получением достаточной прочности металла шва. Пониженное содержание кремния в пределах
0,2-0,4 мас,3 в проволоке повышает
3 15691 ( у арную вязкость феррита, ослабляет химическую неоднородность металла шва, в результате чего ударная вязкость его увеличивается.
Хладостойкость металла urea npu эпектрошлаковой сварке без нормализации низколегированной стали толщиной более 80 мм увеличивается также вСледствие повышенных содержаний хрома, марганца и алюминия. Марганец в пределах 2,0-2,6 мас.3 и хром в пРеделах 1,1-2,0 мас.3 значительно и мельчают вторичную структуру шва, устраняют видманштеттову структуру, что положительно сказывается на хладэстойкости шва.
Алюминий в пределах 0,06-0,2 мас.3 повышает ударную вязкость феррита, обеспечивает хорошее раскисление металла шва, измельчает его первичную структуру, способствует благоприятнОму распределению в структуре суль.,1идных включений. При этом эффект . ,.зеличения хладостойкости шва дости- 21 гается при следующем соотношении со,зржаний алюминия, хрома и углерода:
30
50 сварке без нормализации низколегиро55ванных конструкционных сталей упро1 стить и удешевить технологию изголизации, 1 = О,t Cr + 0,5 С - 0,07 мас.3.
Это вызвано особенностью влияния
-.,"лерода и хрома на структуру и ударную вязкость шва. Увеличение содержа:- ия углерода от 0,04 до 0,14 мас.3, при содержании 2,0-2,6 мас.3 марганца уменьшает ударную вязкость Феррита, способствует образованию видманштеттовой структуры, росту зерна, химической макро- и микронеоднородности и, как следствие, снижению хладостойкости металла urea.. Хром увеличивает ударную вязкость Феррита.
Однако при повышенных количествах хрома (до 2 мас.3) и углерода (до
0,14 мас,f) в структуре образуются карбиды хрома, снижающие ударную вязкость металла. Последнему способствует также увеличение хромом как
Ферритизатором количества избыточного Феррита по границам зерен.
Для компенсации этих отрицательных воздействий углерода и хрома в проволоку необходимо ввести алюминий в количестве, соответствующем приведенной зависимости.
При этом имеется в виду, что эфФект воздействия алюминия на упомянутые факторы тем сильнее, чем больше em количество в пределах 0,060,2 мас.3 введено в проволоку. Поэтому по мере роста количества углерода и хрома содержание алюминия должно быть увеличено в соответствии с установленной зависимостью. При содержании в проволоке углерода, крем.ния, марганца, хрома и алюминия в количествах, выходящих за пределы заявляемых составов, не обеспечивается высокая хладостойкость металла
iuea при ЭШС без нормализации.
Сталь для проволоки выплавляют в тигельных электропечах объемом 50 кг.
Из слитков изготавливают сварочные проволоки р 3 мм. Выполняют сварку электрошлаковым способом без нормализации низколегированной стали
09ХГ2СЮЧ (ТУ 14-232-40-81, изм. 1) толщиной 82 мм, Сварные соединения подвергают только высокому отпуску при 650 С.
Металл шва испытывают на кратковременный разрыв при комнатной температуре и ударный изгиб при температурах от плюс 20 до минус 70 С на образцах с круглым надрезом (Менаже).
Структуру металла шва исследовали с помощью оптического микроскопа
"Неофот-32" на шлифах, травленных в
53-ном растворе азотной кислоты, и электронного микроскопа "Ilol 200СХ".
Химический состав металла швов контролировался на анализаторе "Спектровак-1000".
Химический состав проволок приведен в табл, 1, Результаты испытаний механических свойств металла швов при электрошлаковой сварке без последующей нормализации проволоками составов согласно табл. 1 приведены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, металл швов, полученных электрошлаковой сваркой проволокой указанного состава без нормализации низколегированной стали толщиной 82 мм, обладает требуемой ударной вязкостью даже .при температуре -70 С.
Сварочная проволока позволяет обеспечить высокую хладостойкость металла швов при электрошлаковой товления сварных конструкций из этих сталей в результате исключения норма1569149
Углерод 0,04-0,14
Кремний 0,2-0,4
Марганец 2,0-2,6
Хром
Алюминий 0,6-0,20
Железо Остальное при этом содержание алюминия определяется по зависимости
1О
Формула и з обре тени я
Al = 0,1 Сг + 0,5 С - 0,07, мас.Ж, где Cr - содержание хрома;
С - содержание углерода.
Таблица 1
Содержание элементов, мас.Ф
Номер состава
Si Mn
Al
Fe проволо96,835
96,6
95,67
94,66
94,425
0,045
0,06
0,12
0,20
0,215
1,9 1,0
2,0 1,1
2,3 1,5
2,6 2,0
2,7 2,1
0,03 0,19
0,04 0,20
0,09 0,32
0,14 0,40
0,15 0,41
2
4
Г
Таблица 2 тi
МПа
Номер состава про«волоки
Минимальные значения КС, Дж/см2, при температуре, С
+20
М
571 24 64 85
600 23 67 150
658 23 68 180
710 21 68 155
705 20 66 105
462
483
542
572
2
4
Составитель Н.Саленко
Редактор С. Патрушева Техред М.Дидык
Корректор В.Кабаций
Тираж 649 Подписí->е
РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Заказ 1416
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
Состав сварочной проволоки, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий и железо, о т л и ч аю щ и " с я . тем, что, с целью повышения хладостойкости металла шва без последующей нормализации при использовании проволоки преимущественно для электрошлаковой сварки низколегированных сталей толщиной более
80 мм, состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.4: м)д
57
48
44
