Сталь для сварочной проволоки

 

Изобретение относится к составу стали для сварочной проволоки, используемой при дуговой автоматической сварке под флюсом. Задача изобретения - разработка состава стали для проволоки, использование которой обеспечивает уменьшение микрофаз типа МА в области субкритических температур в период охлаждения сварочной ванны, что ведет соответственно к увеличению критической величины трещины в металле сварного шва и, следовательно, к повышению живучести сварной конструкции. Сталь содержит следующие компоненты, мас. %: углерод 0,01 - 0,10; марганец 0,50 - 200: кремний 0,10 - 0,50; хром 0,01 - 0,40; никель 0,30 - 1,50; медь 0,01 - 0,35; молибден 0,30 - 1,50; кобальт 0,001 - 0,10; вольфрам 0,001 - 0,10; железо - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к составам сталей, содержащих кремний, хром, никель, медь, молибден, вольфрам, кобальт, а также марганец более 1,5 по массе и предназначенных для производства сварочной проволоки, используемой для дуговой автоматической сварки под флюсом.

Известна сталь для сварочной проволоки, используемой при дуговой автоматической сварке под флюсом, следующего химического состава, по массе: Углерод Не более 0,09 Кремний 0,20 0,40 Марганец 0,60 1,00 Никель 0,60 0,85 Молибден 0,90 1,10 Хром Не более 0,30 Сера Не более 0,015 Фосфор Не более 0,020 Сварной шов, формируемый при сварке проволокой из данного состава стали под флюсом, не в полной мере обеспечивает требуемую живучесть сварной конструкции. Об этом говорит малая критическая величина раскрытия трещины в металле сварного шва при испытании образцов с острым надрезом и инициированной в его основании усталостной трещиной.

Наиболее близким аналогом по технической сущности, составу и достигаемому результату к заявляемой является сталь [1] содержащая следующие химические элементы, по массе:
Углерод 0,08 0,17
Кремний 0,20 0,60
Марганец 0,50 1,20
Хром 0,50 1,00
Молибден 0,20 0,70
Никель 1,30 1,80
Ванадий 0,03 0,10
Алюминий 0,02 0,08
Ниобий 0,02 0,06
Азот 0,010 0,020
Кобальт 0,03 0,30
Медь 0,40 1,00
Железо Остальное.

При использовании сварочной проволоки из данной марки стали при автоматической сварке под флюсом наблюдается образование большого количества микрофаз типа МА (мартенсит + аустенит) в области субкритических температур, что является причиной снижения критической величины раскрытия вершины хрупкой трещины в сварном шве, являющейся показателем живучести сварной конструкции.

Задачей изобретения является разработка состава стали для сварочной проволоки, использование которой в процессе автоматической сварки под флюсом обеспечивает многократное уменьшение количества микрофаз типа МА в области субкритических температур в период охлаждения сварочной ванны, что ведет к увеличению критической величины трещины в сварном шве и, следовательно, к повышению живучести сварной конструкции.

Согласно изобретению поставленная задача решается тем, что в сталь для сварочной проволоки, содержащую железо, углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден и кобальт, дополнительно введен вольфрам при следующем соотношении компонентов, по массе:
Углерод 0,01 0,10
Марганец 0,50 2,00
Кремний 0,10 0,40
Хром 0,01 0,40
Никель 0,30 1,50
Медь 0,01 0,35
Молибден 0,30 1,50
Кобальт 0,001 0,10
Вольфрам 0,001 0,10
Железо Остальное.

В результате ввода вольфрама в сталь приведенного состава в металле шва образуются предвыделения карбидного типа, благодаря чему ускоряется распад остаточного аустенита за счет наследования им областей предвыделений. Уменьшается количество микрофаз типа МА (мартенсит + аустенит), увеличивается критическая величина раскрытия вершины трещины в сварном шве при испытании образцов с острым надрезом и хрупкой трещиной.

Пределы содержания в стали углерода, марганца и кремния отработаны, исходя из того, чтобы существенно уменьшить кремнемарганцевосстановительные процессы в сварочной ванне, свести к минимуму количество неметаллических включений и получить оптимальную структуру игольчатого феррита в металле шва.

Содержание в стали никеля и молибдена в указанных границах обусловлено тем, что их наличие соответственно ниже 0,30 каждого в присутствии вольфрама и кобальта не обеспечивает требуемого уровня ударной вязкости при отрицательных температурах, а если их содержание превышает 1,50 каждого, заметно возрастает склонность металла шва к образованию трещин.

При содержании хрома и меди менее 0,01 каждого их влияние на свойства металла шва не проявляется, а если они присутствуют в стали в количестве, не превышающем указанные верхние пределы, повышается скорость сварного шва против коррозии за счет снижения интенсивности электрохимических процессов окисления поверхности металла. Это легирование оказывает влияние и на повышение хладостойкости сварного шва в связи с увеличением вязкости феррита. При этом коррозионная стойкость и хладостойкость сварного шва заметно усиливаются при одновременном присутствии в сварочной проволоке в выбранных пределах хрома и никеля, поскольку они способствуют повышению растворимости меди в твердом растворе и препятствуют ее выделению в виде свободно структурной эпсилон-фазы.

Кобальт, при содержании его в стали менее 0,001 не оказывает влияния на структуру и свойства сварного шва. В количестве до 0,10 его наличие в сварочной проволоке обеспечивает сварному шву улучшенные пластические, вязкостные свойства и некоторое повышение предела текучести.

Выплавка предложенного состава стали для сварочной проволоки не вносит каких-либо изменений в общеизвестные технологии производства низколегированных марок стали.

В промышленных условиях металлургического комбината "Криворожсталь" были выплавлены опытные партии сталей по аналогу [1] прототипу [2] и предложенного состава по среднему значению содержания каждого ингредиента, кроме вольфрама, который присутствовал в пяти различных количествах только в стали заявляемого состава.

Результаты исследования металла сварного шва после проведения автоматической сварки под флюсом, выполненной с использованием проволоки из стали предлагаемого состава, приведены в таблице.

Сварной шов после сварки труб из стали 09Г2ФБ испытывали по методике КРТ при температуре -50oС.

Результаты исследования подтвердили решение поставленной в изобретении задачи, что обеспечивает в итоге повышение живучести сварных конструкций.


Формула изобретения

Сталь для сварочной проволоки, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, молибден, кобальт, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,01-0,1
Марганец 0,5-2
Кремний 0,1-0,5
Хром 0,01-0,4
Никель 0,3-1,5
Медь 0,01-0,35
Молибден 0,3-1,5
Кобальт 0,001-0,1
Вольфрам 0,001-0,1
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу стали для сварочной проволоки для дуговой автоматической сварки под флюсом

Сталь // 2061783
Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения (подшипники скольжения, втулки, направляющие и др.)

Сталь // 2048590

Сталь // 2048589
Изобретение относится к металлургии, в частности к литым жаростойким, жаропрочным сталям, применяемым для изготовления элементов печного оборудования (валки, ролики), работающего в области температур 700-1100оС в среде печных газов

Сталь // 2044798
Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к конструкционным сталям, используемым для изготовления сварных металлоконструкций морских стационарных платформ и плавучих буровых установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сталей, применяемых для изготовления изделий, работающих в условиях низких температур, например транспортных деталей, труб и т.п

Изобретение относится к металлургии, в частности к коррозионно-стойкой стали, и предназначено для использования в машиностроении и теплоэнергетике

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкционной слабомагнитной коррозионностойкой свариваемой стали с гарантированным пределом текучести более 40 кгс/мм2, предназначенной для строительства тяжелонагруженных сварных конструкций, способных работать, в том числе в условиях воздействия морской воды

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу аустенитной коррозионностойкой особо чистой свариваемой стали, используемой в изделиях для хранения и транспортировки жидких и газообразных сильно агрессивных сред, вакуумно-плотных деталей и установок, приборов космической техники, атомной и термоядерной энергетики, электрофизической аппаратуры

Изобретение относится к металлургии легированных сталей и сплавов и может быть использовано в энергетическом машиностроении при производстве теплообменного оборудования АЭС

Изобретение относится к составу для сварочной проволоки для дуговой, преимущественно полуавтоматической сварки, в среде углекислого газа стали с любым содержанием азота, проводимой на форсированном режиме

Изобретение относится к металлургии

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к износостойким порошковым материалам для режущего инструмента на стальной основе

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к магнитным сплавам с направленной структурой, предназначенным для изготовления постоянных магнитов с повышенными магнитными характеристиками

Изобретение относится к металлургии сплавов, содержащих железо, углерод, вольфрам, хром, молибден, ванадий, ниобий, никель и алюминий, и используемых для изготовления режущего инструмента

Изобретение относится к области металлургии , в частности к инструментальной теплостойкой мартенситностареющей стали в виде холоднотянутой проволоки или холоднокатаной ленты для металлорежущих инструментов

Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальной стали для изготовления деталей пресс-форм

Сталь // 1723187
Изобретение относится к металлургии, в частности к малоуглеродистой, преимущественно цементируемой, износостойкой стали, предназначенной для работы в качестве материала деталей машин и механизмов в условиях высоких динамических контактных нагрузок

Сталь // 1723186
Изобретение относится к металлургии, точнее к экономнолегированным свариваемым сталям, и может быть применено в машиностроении , строительстве и других областях народного хозяйства

Сталь // 1717668
Изобретение относится к металлургий, в частности к стали, которая может быть использована для изготовления рабочих валков диаметров до 430 и высотой 120 мм для станов поперечно-винтовой холодной прокатки при обработке цилиндрических деталей из высокопрочно-вязких сталей

Изобретение относится к области металлургии, т.е
Наверх