Состав сварочной проволоки Советский патент 1990 года по МПК B23K35/30 C22C38/18 

31

ударную вязкость феррита, ослабляет химическую неоднородность металла шва, в результате чего ударная вязкость его увеличивается.

Хладостойкость металла шва при эпектрошлаковой сварке без нормализации низколегированной стали толщиной более 80 мм увеличивается также вследствие повышенных содержаний хрома, марганца и алюминия. Марганец 8 пределах 2,0-2,6 мас.% и хром в пределах 1,1-2,0 масД значительно измельчают вторичную структуру шва, /Ограняют видманштеттову структуру, 4to положительно сказывается на хла- дфстойкости шва.

Алюминий в пределах 0„0б-0,2 мае. повышает ударную вязкость феррита, обеспечивает хорошее раскисление ме- шва, измельчает его первичную структуру, способствует благоприятному распределению в структуре суль- аддных включений. При этом эффект зеличения хладостойкости шва дости- гается при следующем соотношении со- .зржаний алюминия, хрома и углерода:

л 0,1 Сг + 0,5 С - 0,07 мас.%.

Это вызвано особенностью влияния -глерода и хрома на структуру и ударную вязкость шва. Увеличение содержа™ чия углерода от 0,04 до 0,14 мас.%, при содержании 2,0-2,6 масД марганца уменьшает ударную вязкость феррита, способствует образованию видман- штеттовой структуры, росту зерна, химической макро- и микронеоднородности и, как следствие, снижению хладостойкости металла шва. Хром увеличивает ударную вязкость феррита. Однако при повышенных количествах хрома (до 2 мас.%) и углерода (до 0,14 мас.%) 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 его количество в пределах 0,060,2 мас.% 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, кремния, марганца, хрома и алюминия в количествах, выходящих за пределы заявляемых составов, не обеспечивается высокая хладостойкость металла шва при ЭШС без нормализации.

Сталь для проволоки выплавляют в тигельных электропечах объемом 50 кг Из слитков изготавливают сварочные проволоки 3 мм. Выполняют сварку электрошлаковым способом без нормализации низколегированной стали 09ХГ2СЮЧ (ТУ 14-232-40-81, изм. 1) толщиной 82 мм.

0 5

0

5

0

5

0

5

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 нНеофот-32 на шлифах, травленных в 5%-ном растворе азотной кислоты, и электронного микроскопа Ilol 200CX. Химический состав металла швов контролировался на анализаторе Спек- тровак-100011.

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 сварке без нормализации низколегированных конструкционных сталей, упростить и удешевить технологию изготовления сварных конструкций из этих сталей в результате исключения нормализации.

Формула изобретени

Состав сварочной проволоки, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий и железо, отличающийся 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.%:

to

15

Углерод 0,04-0, Кремний 0,2-0,4 Марганец 2,0-2,6 Хром1,1-2,0

Алюминий 0,6-0,20 Железо Остальное при этом содержание алюминия определяется по зависимости

А1 0,1 Сг + 0,5 С - 0,07, мзс.%,

где Сг - содержание хрома; С - содержание углерода.

Таблица 1

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.

Таблица 2