Состав сплава

 

Использование: восстановление деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок. Сущность изобретения: сплав содержит , мас.%: углерод 0,18...0,22, хром 9...11, никель 0,9...1,1. молибден 0,36...0,42. вольфрам 0,18...0,22, ванадий 0,36...0,42, кремний 0,1...0,15, марганец 0,15...0,2, кальций 0,05...0,07, железо - остальное. Изобретение позволяет повысить контактную усталость и технологическую прочность наплавленного металла.2 табл.

ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903230/08 (22) 18.01.91 (46) 23.02.93. Бюл,N 7 (71) Липецкий политехнический институт и

Новолипецкий металлургический комбинат (72) А.Д.Белянский, В.В,Ветер, M.È,Ñàìîéлов, И.С.Сарычев, З.П.Каретный, А.В.Мельников и Л,А,Арустамов (56) Авторское свидетельство СССР

N- 470381, кл. В 23 К 35/30, 12.07.73.

Авторское свидетельство СССР

N. 655744, кл, С 22 С 38/50, 04,11.76, (54) СОСТАВ СПЛАВА

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при восстановлении деталей металлургического оборудования, работающих в условиях повышенных контактных нагрузок; например прокатных валков.

Цель изобретения — повышение контактной усталости и технологической прочности наплавленного металла.

Повышенное содержание углерода в наплавленном металле способствует упрочнению сплава, В то же время, повышать содержание углерода в наплавочном материале выше 0,22% нежелательно так как резко снижается технологическая прочность (повышается склонность наплавленного металла к образованию холодных и горячих трещин).

Хром является сильным карбидообразующим элементом, образующим устойчивые специальные карбиды типа Сг7Сз. Сг2зС6, СгзС2. Сплав содержит 9...11% Cr.

Введение никеля до 1% увеличивает прокаливаемость наплавленного металла, а

„„5U„„1796388 А1

9...11, никель 0,9...1,1, молибден 0,36...0,42, вольфрам 0,18...0,22, ванадий 0,36...0,42, кремний 0,1...0,15, марганец 0,15...0,2, кальций 0,05...0,07, железо — остальное. Изобретение позволяет повысить контактную усталость и технологическую прочность наплавленного металла. 2 табл. также обеспечивает повышенную ударную вязкость, пластичность и технологическую прочность.

Молибден способствует увеличению прокаливаемости, увеличению прочности и устойчивости к отпускной хрупкости.

Добавка молибдена в количестве 0,350,42% достаточна, чтобы избежать отпускную хрупкость.

Вольфрам является карбидообразующим элементом. Двойные карбиды образуются на базе цементита ГезС, в котором растворяется часть вольфрама, кроме того, образуются карбиды WC u WzC. Сталь, упрочненная карбидами вольфрама, имеет значительную износостойкость.

Ванадий вводится в количестве 0,360,42% для измельчения первичной структуры, повышения прочности и снижения склонности к замедленному разрушению.

Являясь хорошим карбидообразователем, ванадий способствует равномерному распределению углерода в виде карбидов, что обеспечивает равномерность свойств в

1796388 наплавленном металле. Для получения оптимальных свойств s очень важное значение имеет соотношение легирующих элементов хрома, никеля, молибдена, вольфрама, ванадия к углероду.

В предлагаемом материале оптимальное сочетание свойств обеспечивается при соотношении содержания указанных компонентов 1:50;5:2:1:2{С:Сг:Ni:Мо:И/ V). Кальций является активным рафинирующим элементом, который связывает серу, фосфор, кислород, Введение кальция в количестве 0,05...0,070 0 обеспечивает повышенную технологическую прочность наплавленного металла.

Предлагаемый состав обеспечивает получ„í"è:е стали низкоуглеродистого мартенситного класса с высокими показателями механических свойств . и свариваемости, Таким образом, благодаря установленному соотношению компонентов проволоки наплавленный металл имеет повышенную контактную стойкость и технологическую и рочность.

Положительный эффект предлагаемого технического решения зэкл|очается в повышении доггговечности качества наплавленных деталей, работающих в условиях контактных нагрузок, Ниже приводится пример конкре Hol0 выполнения предлагаемого состава для HG плавки, Производился расчет, выплавка и изготовление проволоки, химический состав которых приведен в табл.1, Для оценки свойств предлагаемого состава производилась многослойная наплавка серии пластин.

Наплавка пластин из стали 3 размером

250х100х20 мм осуществлялась проволоками, обеспечивающими состав под флюсом

АН-20С (см, табл,1).

Из наплавленного металла изготавливались образцы для механических испытаний и для испытаний на контактную усталость, и на свариваемость, Испь тания на контактную усталость производились на машине МК BK конструкции

ВНИИПП nðè и, = 650 МПа, Оценка склонности наплавленного металла к образованию горячих трещин производилась путем принудительного деформирования свариваемых образцов (количественный метод) на установке, разработанной в Липецком политехническом институте, Критерием оценки служила критическая скорос.гь растяжения образца, при которой

Формула изобретения

Состав сплава, содержащий углерод, хром, никель, молибден, ванадий, кальций, кремний, марганец, железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения контактной усталости и технологической прочности, при использовании сплава в качестве материала для наплавки состав содержит дополнительно вольфрам при следующем соотношении компонентов, мэс о

Углерод 0,18 — 0,22

Хром 9,0 — 11,0

Никель О;9-1,1

Молибден 0,36-0,42

Вольфрам 0,18 — 0,22

Ванадий 0,36 — 0,42

Кремний 0,1 — 0,15

Марганец 0,15-0,2

Кальций 0,05 — 0,07

Железо Остальное исчерпывалась пластичность сварного шва и появлялись горячие трещины.

Для проведения испытаний на технологическую прочность на наплэвленные заго5 товки наплавлялся шов под слоем флюса

АН вЂ” 20C контрольный шов одноименный (с наплавленным металлом) проволокой на режиме: ток — 600.;,650 А; напряжение—

30...32 В; скорость нэ .".эвки — 30 м/ч.

В момент, когда дуга находилась под стыком, включали механизм деформировэния и образцы с заданным темпом растягивались.

После охлаждения образцов до

"5 50...60 С образцы разламывались и излом визуально изучали на наличие горячих трещин, Оценка склонности металла, наплавленного различными проволоками, к холодным трещинам производилась количественным методом путем испытания образцов на установке УХТ-2. Перед загрузкой образцов на наплавленный металл накладывался контрольный шов той же проволокой, что и наплавленный металл, В процессе испытаний образцы находились под нагрузкой в течение 3-х сут, после чего нагрузка снималась и контрольный шов изучался визуально и с помощью бинокулярного микроскопа на наличие трещин, Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из табл, 2, наиболее оптимальн ым по контактной усталости и технологической прочности является сплав 4, Технико-зкономические преимущества изобретения состоят в том, что его применение . позволяет повысить свойства наплавленного металла.

1796388

Таблица 1

It. n/л ....Е

Химический состав мэс

Мл

М

5t

Остальное

Т э б л и ц э 2

Составитель И.Сарычев

Редактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш

Заказ 618 Тираж Подписное ..ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 7К-35. Раушская наб„4/5

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

2

Л

8

7 в

11

12

0.17

0.18

0.22

О.гз о,в

0.19

0.2

0,21

0.2

О. 19

0,2

0.2

0.2

0.2

02

0.2

0.2

0.2

0.2

02

0.2

0.2

0.2

02

0.2

0.2

9

9 в.в

11

11.2

9.1

10.1

0.9

0.94

0.92

0.95

0.91

1.05

10t

1.03

1.O l

1.1

0.8

0.36

0.36

0.38

0.37

0.36

0.4

0.4

0.4

0,41

0.39

0.42

0.34

0.43

О. 18

0.2

0.21

0.19

0.18

0.2

0.2

0.2

0.2

0.18

0.19

0.16

0.23

0.05

О,О5

00.5

0.05

0.05

0.05

0.06, 0.06

0.04

0.07

0.08

0.06

0.06

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

0,15

0.15

0,15

О. IS

0.15

0.15

0.15

0.15