Состав сварочной проволоки Советский патент 1988 года по МПК B23K35/30 

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 трешин.

Улучшение стойкости никелевых швов проМолибден 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 -фазы и может изменять свойства эвтектики v+V

Нижни-е пределы содержания молибдена и вольфрама соответственно 5,5 и 4,0 мас.% выбраны по условию требования повышения

тив образования горячих трещин может быть ю жаропрочности шва. Верхний предел содердостигнуто путем создания в них двухфазной структуры с эвтектикой.

Обеспечение двухфазной структуры щва, в качестве второй фазы в котором используется эвтектика Y+v достигнуто введением в проволоку повышенного содержания ниобия 3,6-6,5 мас.%. При этом учитывали, что ниобий входит в состав -у-фазы, а также склонность ниобия к ликвации. Обо- гашая межосные и междендритные промежутки в шве, ниобий способствует увеличению ко.тичества эвтектики 7+ - первичная, а также снижению ее температуры. Температура эвтектики 7+Y в никелевых сплавах с алюминием и ниобием не на много превышает температуру боридной эвтектики, а следовательно, также может растворять лик- вируюшие примеси (S, Р, О), которые образуют по границам кристаллитов 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 но результатам оценки стойкости швов против трещин. Верхний предел содержания ниобия ограничен 6,5 мас.% в связи с необходимостью ограничения количества эвтектики Y+ , затрудняюшей горячую деформацию и производство проволоки. Для оптимальной эффективности повышения стойкости шва против трепдин при автоматической сварке металла толщиной до 25 мм содержание ниобия 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 и титана не превыщало 4,2 мас.% и находилось в пределах 2,7-4,2 мас.%.

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.%. Верхний предел содержания иттрия ограничен 0,3, а магния 0,1 мас.%, так как при большем их содержании возрастает количество неметаллических включений и ухудшаются механические свойства швов.

15

20

25

30

35

40

50

55

жания молибдена 9, 5, а вольфрама 7,0 мас.% ограничены по условиям ухудшения технологичности проволоки при горячей обработке давлением. По аналогичной причине ограничен верхний предел содержания хрома 11,0 мас.%. Нижний предел содержания хрома 6,0 мас.% 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 ншов, стойких против горячих трещин.

Формула изобретения

Состав свароч1 ОЙ проволоки для сварки плавлением жаропрочных сплавов, содержащий хром, молибден, вольфрам, ниобий, алюминий, титан, железо, марганец, кремний, углерод, бор, церий, иттрий, никель, отличающийся тем, что. с целью повыц ения 45 жаропрочности и стойкости металла шва против образования горячих трещин, в состав дополнительно введен .магний при следующем соотнощении ко.мпонентов, мас.%: Хром6,,0

Молибден5.5-9,5

Вольфрам4,0-7,0

Ниобий3,6-6,5

Алюминий2.6-4,0

Титан0,1-0,8

Железо0,01-5,00

Марганец0,05-0,40

Кремний0,01--0,40

Углерод0,03-0,16

Бор0,002-0,08

Церий0,001-0,08

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 -фазы и может изменять свойства эвтектики v+V

Нижни-е пределы содержания молибдена и вольфрама соответственно 5,5 и 4,0 мас.% выбраны по условию требования повышения

жаропрочности шва. Верхний предел содержаропрочности шва. Верхний предел содер

жания молибдена 9, 5, а вольфрама 7,0 мас.% ограничены по условиям ухудшения технологичности проволоки при горячей обработке давлением. По аналогичной причине ограничен верхний предел содержания хрома 11,0 мас.%. Нижний предел содержания хрома 6,0 мас.% 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 ншов, стойких против горячих трещин.

Формула изобретения

0

0

5

Состав свароч1 ОЙ проволоки для сварки плавлением жаропрочных сплавов, содержащий хром, молибден, вольфрам, ниобий, алюминий, титан, железо, марганец, кремний, углерод, бор, церий, иттрий, никель, отличающийся тем, что. с целью повыц ения 5 жаропрочности и стойкости металла шва против образования горячих трещин, в состав дополнительно введен .магний при следующем соотнощении ко.мпонентов, мас.%: Хром6,,0

Молибден5.5-9,5

Вольфрам4,0-7,0

Ниобий3,6-6,5

Алюминий2.6-4,0

Титан0,1-0,8

Железо0,01-5,00

Марганец0,05-0,40

Кремний0,01--0,40

Углерод0,03-0,16

Бор0,002-0,08

Церий0,001-0,08

Таблица 2

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