Чугун для сварочных прутков Советский патент 1991 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугунных сварочных прутков для разделки поверхностных дефектов в отливках, например газовых раковин, трещин.

Цель изобретения - достижение однородности структуры и механических свойств в наплавленном и основном металлах отливки, а также снижение брака отливок после заварки в них дефектов.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в предложенном составе сварочного чугунного прутка обусловлен -следу гацим.

Введение в состав чугуна прутка хрома в количествах 0,01-0,06% при наличии в составе других легирующих

элементов (марганца, никеля и меди) приводит к получению высоких механических свойств сварного шва при образовании вермикулярной формы графита. С увеличением содержания хрома в составе прутка более 0,06% из-за сильного его карбидообразующего влияния в направляющем шве образуются карбиды, что приводит к резкому снижению механических свойств шва. При нали«- чин в составе менее 0,01% хрома его воздействие на повышение механических свойств не проявляется.

Содержание в составе прутка магния в количестве 0,035-0,085% способствует лучшему усвоению остаточного содержания магния в сварном шве, что при наличии других модифицирующих элементов (кальций, редкоземельные элементы).

ОЭ

&о оо

;о yi

способствует получению вермикулярной формы графитHI При содержании в составе прутка менее 0,035% магния .в процессе сварки он в значительном ко- личестве угорает, а остаточное содержание его в шве менее 0,01% недостаточно для получения вермикулярной формы графита. При увеличении содержания магния в составе прутка более 0,085% сварной шов получается с отбелом, что приводит к ухудшению свойств шва.

Содержание кремния 3,5-4,5% в составе прутков способствует получению качественного шва без отбела. При со- держании менее 3,5% кремния в составе прутка образуются при сварке карбида, что вызывает отбел, снижение механических свойств шва. При увеличении в прутке более 4,5% кремния происходит понижение механических свойств шва.

Никель (0,3-1,0%) в составе прутка способствует легированию совместно с ,медью основы сварного шва, что обеспе чивает повышение его механических

свойств.

Содержание кальция в составе прутка в количестве 0,01-0,08% и редкоземельных металлов в количестве 0,01-0,06% совместно с модифицирующим элементом магнием в количестве 0,035-0,085% и при наличии демодификатора титана в количестве 0,05-0,1% вызывает образование в структуре .наплавленного слоя металла с графитом вермикулярной формы.

Марганец, медь, алюминий в составе прутка совместно с никелем, хромом способствуют повышению механических свойств чугуна. Из-за сильного карбидообразующего влияния хрома и марганца их содержание в составе прутка понижено (хрома менее 0,06%, марганца менее 0,4%),

Углерод в составе прутка совместно с кремнием выполняет роль графитизато- ра, способствует устранению отбела сварного шва.

Изготовлены и испытаны составы прутков для проверки на свариваемость

качество и свойства металла шва. Исследуемые составы прутков приведены в табл. I. Необходимый состав прутков получали путем выплавки исходного чугуна, содержащего углерод, кремний , марганец никель, титан, алюминий, ввода в него комплексных модификаторов, содержащих, мас.%: магний 7; кальций 1,5; редкоземельные металлы 1,0; кремний 55; железо - осQ

s 0

5

о

Q

5

5

0

5

тальное. Для оптимизации состава по модифицирующим и графитизирующим элементам использовали лигатуры ФСЗОРЗМЗО с содержанием до 30% РЗМ, никель-магниевую лигатуру и ферросилиций ФС75. Из приготовленного чугуна отливали прутки диаметром 8 мм, длиной 300 мм. Проверку на свариваемость и качество сварного шва проводили на пластинах размером мм, отлитых из высокопрочного чугуна с вер- микулярным графитом.

Механические свойства чугуна пластин составляют: предел прочности при растяжении 385 МПа, относительное удлинение 2,5%.

Пластины с разделенными под 45° кромками подогревали до 600-620° С, а затем проводили их соединение газовой сваркой. Из сварного шва вырезали - образцы для испытания качества и свойств сварного шва. Механические свойства чугуна шва показаны в табл.2. Одновременно проводили сварку пластин

известным составом прутков.

i

1

Как следует из табл. 1 и 2, дополнительный ввод в состав чугуна для сварочных прутков титана позволил достичь однородности механических свойств (ГВ, У и НВ) в наплавленном и основном металлах отливки, а также снизить брак отливок после заварки на 10%.

Формула изобретения

Чугун для сварочных прутков, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, алюминий, магний, медь, кальций, редкоземельные элементы и железо, отличающийся тем, ° что, с целью достижения однородности структуры и механических свойств в наплавленном и основном металлах отливки, а также снижения брака отливок после заварки в них дефектов, он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод3,5-4,0

Кремний3,5-4,5

Марганец0,01-0,40

Никель0,3-1,0

Хром0,01-0,06

Алюминий0,01-0,10

Магний0,036-0,085

Медь0,01-0,5

Кальций0,01-0,08

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при исправлении поверхностных дефектов в чугунных отливках методом наплавки. Цель - достижение однородности структуры и механических свойств в наплавленном и основном металлах отливки. Предложенный состав чугуна для сварочного прутка содержит, мас.%: С 3,5- 4,0; S 3,5-4,5; Мп 0,01-0,40; Ni 0,3- 1,0; Сг 0,01-0,06; А1 0,01-0,10; Мд 0,036-0,085;- Си 0,01-0,50; Са 0,01- 0,08; РЗМ 0,01-0,06; Ti 0,05-0,10; Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна для сварочных продуктов титана обеспечивает достижение однородности структуры и свойств в наплавленном и основном металлах отливки, а также снижение на 10% броска/ отливок после заварки. 2 табл. (Л