RU2443530C1 - Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей - Google Patents
Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443530C1 RU2443530C1 RU2010133770/02A RU2010133770A RU2443530C1 RU 2443530 C1 RU2443530 C1 RU 2443530C1 RU 2010133770/02 A RU2010133770/02 A RU 2010133770/02A RU 2010133770 A RU2010133770 A RU 2010133770A RU 2443530 C1 RU2443530 C1 RU 2443530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- over
- welding
- carbon
- niobium
- manganese
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварке и касается состава сварочной проволоки для сварки и наплавки изделий, работающих при больших знакопеременных нагрузках и повышенных температурах, и может быть использовано для наплавки первого слоя кромок углеродистых и низколегированных сталей при выполнении разнородных сварных соединений со сталями аустенитного класса, преимущественно, при изготовлении сварных конструкций атомного и энергетического машиностроения. Проволока содержит углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь, кобальт, ниобий, азот, олово, сурьму и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,012-0,02, кремний 0,45-0,65, марганец 1,0-2,0, хром 23,0-25,0, никель 12,0-14,0, ниобий 0,45-0,6, сера не более 0,01, фосфор не более 0,015, медь не более 0,1, олово не более 0,005, сурьма не более 0,005, кобальт не более 0,05, азот не более 0,05, железо - остальное. Проволока обеспечивает получение двухфазной аустенитно-ферритной структуры наплавленного металла с содержанием ферритной фазы 5-10%. Обеспечиваются оптимальные физико-механические свойства металла сварного шва.
Description
Изобретение относится к сварке и касается состава сварочной проволоки для сварки и наплавки изделий, работающих при больших знакопеременных нагрузках и повышенных температурах, и может быть использовано для наплавки первого слоя кромок углеродистых и низколегированных сталей при выполнении разнородных сварных соединений со сталями аустенитного класса, преимущественно, при изготовлении сварных конструкций атомного и энергетического машиностроения.
Известен состав сварочной проволоки, содержащий углерод, хром, кремний, марганец, молибден, ванадий, серу, фосфор, железо, в который введен кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,06-0,10 |
Хром | 0,9-1,2 |
Кремний | 0,4-0,7 |
Марганец | 1,55-1,8 |
Молибден | 0,5-0,7 |
Ванадий | 0,2-0,45 |
Сера | 0,025-0,04 |
Фосфор | 0,025-0,030 |
Кальций | 0,05-0,2 |
Железо | - остальное, |
при этом отношение содержания углерода к суммарному содержанию молибдена и ванадия должно составлять 0,066-0,087, а отношение содержания серы к суммарному содержанию кальция и марганца должно быть в пределах 0,015-0,020 (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2104138, кл. B23K 35/30, опубл.1998).
К недостаткам данного состава можно отнести нестабильное мерцающее горение дуги, а также возможность образования горячих трещин и сравнительная хрупкость сварного шва.
Наиболее близкой из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, молибден, кобальт, ниобий, азот и железо (см. например, проспект фирмы STAINLESS WELDING CONSUMABLES, SANDVIK24/13/LHF (AWS309L), 1981, c.27).
К недостаткам данного состава можно отнести высокое содержание ферритной фазы (более 15%), которое способствует охрупчиванию наплавленного металла при термической обработке и в процессе эксплуатации при повышенных температурах, а также отсутствие регламентации содержания примесей серы, фосфора, олова, сурьма, меди на необходимом уровне, что не гарантирует стойкость против образования горячих трещин металла первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, в условиях легирования ниобием и недостаточного содержания ферритной фазы.
Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который выражается в получении оптимальных физико-механических свойств металла сварного шва при выполнении сварных соединений разнородных сталей и стойкость против межкристаллитной коррозии, что обеспечивается химическим составом сварочной проволоки, химическим составом металла сварного шва и соотношением хрома, никеля, ниобия, углерода и азота, регламентирующих содержание ферритной фазы в наплавленном металле, заданным соотношением ниобия к углероду и предотвращением образования мартенситной структуры в наплавленном металле сварного шва.
Указанный технический результат достигается тем, что сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, молибден, кобальт, ниобий, азот и железо, дополнительно содержит олово и сурьму, при этом углерод, азот, никель, марганец объединены в аустенито-образующую группу элементов, а кремний, хром и ниобий включены в феррито-образующую группу элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 0,012-0,02 |
Кремний | 0,45-0,65 |
Марганец | 1,0-2,0 |
Хром | 23-25 |
Никель | 12-14 |
Ниобий | 0,45-0,6 |
Сера | не более 0,01 |
Фосфор | не более 0,015 |
Медь | не более 0,1 |
Олово | не более 0,005 |
Сурьма | не более 0,005 |
Кобальт | не более 0,05 |
Азот | не более 0,05 |
Железо | остальное, |
при этом должно обеспечиваться соотношение аустенито и ферритообразующих элементов:
14≤NiЭ≤16
24≤CrЭ≤26
NiЭ≥CrЭ-10
NiЭ=%Ni+30%С+0,5%Mn;
CrЭ=%Cr+1,5%Si+0,5%Nb
Указанное соотношение аустенито- (углерод, азот, никель, марганец) и феррито-образующих (кремний, хром, ниобий) элементов позволяет получать двухфазную аустенитно-ферритную структуру наплавленного металла с регламентированным содержанием ферритной фазы в пределах 5-10%.
Нижний предел содержания ферритной фазы обеспечивает стойкость против образования горячих трещин.
Верхний предел содержания ферритной фазы установлен для предотвращения охрупчивания наплавленного металла при термической обработке и в процессе эксплуатации при повышенных температурах.
Содержание углерода 0,012-0,02% обеспечивает формирование в металле первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, пластичной структуры без мартенситной составляющей, что обеспечивает стойкость против образования холодных трещин.
Введение ниобия при отношении Nb/C=22-30 в составе сварочной проволоки обеспечивает стойкость против межкристаллитной коррозии наплавленного металла, в том числе после термической обработки (высокого отпуска). Обеспечивается также стойкость против межкристаллитной коррозии металла первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, в условиях уменьшения соотношения Nb/C по отношению к указанному вследствие разбавления металла наплавки основным металлом.
Низкое содержание серы, фосфора, олова, сурьмы, меди предотвращает сегрегацию примесей и снижение прочности по границам зерен. Это обеспечивает стойкость против образования горячих трещин металла первого слоя наплавки, примыкающего к линии сплавления с углеродистой или низколегированной сталью, в условиях недостаточного содержания ферритной фазы, что возможно в результате уменьшения ее количества по отношению к расчетному вследствие разбавления металла наплавки основным металлом.
Ограничение содержание кобальта предотвращает радиоактивное загрязнение деталей с наплавкой, контактирующей с радиоактивной средой.
Проволока обеспечивает повышение стойкости против образования холодных и горячих трещин в наплавленном металле переменного состава в зоне сплавления разнородного соединения, стойкость против образования горячих трещин в аустенитном наплавленном металле и стойкость против межкристаллитной коррозии при контакте с коррозионной средой.
В производственных условиях были изготовлены партии сварочной проволоки Св-02Х24Н13Б.
В качестве основного металла были использованы поковки стали марки 15Х2НМФАА.
Наплавку производили аргонодуговой сваркой сварочной проволокой следующего состава:
Углерод | 0,014 |
Кремний | 0,48 |
Марганец | 1,36 |
Хром | 23,17 |
Никель | 13,29 |
Ниобий | 0,5 |
Сера | 0,007 |
Фосфор | 0,01 |
Медь | 0,03 |
Олово | 0,0005 |
Сурьма | 0,001 |
Кобальт | 0,02 |
Азот | 0,04 |
Железо | остальное. |
Толщина наплавленного слоя составляла от 4 до 5,5 мм.
Сварные наплавленные соединения были исследованы в состоянии после сварки и в состоянии после высокого отпуска 650°С в течение 10 часов.
Были выполнены металлографические исследования следующих зон соединения:
- 1 слой наплавленного металла толщиной 0,5-1,0 мм, прилегающий к линии сплавления;
- наплавленный металл последующих слоев.
Проведенные металлографические исследования показали:
Первый слой в состоянии после сварки не содержит следов закалочных структур и имеет невысокую твердость (Нµ). Холодные трещины не выявлены.
Химический состав изменился по сравнению с исходным составом сварочной проволоки, при этом уменьшилось содержание ферритной фазы. Вместе с тем, несплошности, имеющие характер кристаллизационных трещин, микротрещины и надрывы не выявлены.
Последующие слои наплавленного металла имеют двухфазную аустенитно-ферритную структуру с содержанием феррита до 9%. Несплошности типа горячих трещин отсутствуют.
В состоянии после высокого отпуска требуемое качество наплавленного металла по всей толщине обеспечено.
Выполнены испытания металла 1-го слоя наплавки и металла последующих слоев на стойкость против межкристаллитной коррозии при испытание образцов в растворе серной кислоты по методу АМУ, ГОСТ 6032-2003. Образцы подвергнуты высокому отпуску при температуре 650°С в течение 10 часов. Склонность к межкристаллитной коррозии не выявлена.
Применение изобретения обеспечивает сочетание повышенных оптимальных значений прочности, пластичности, стойкости к хрупкому разрушению за счет исключения межкристаллитной коррозии при выполнении сварных соединений разнородных сталей.
Claims (1)
- Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь, кобальт, ниобий, азот и железо, отличающийся тем, что она дополнительно содержит олово и сурьму, при этом углерод, азот, никель, марганец объединены в аустенитообразующую группу элементов, а кремний, хром и ниобий включены в ферритообразующую группу элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,012-0,02 кремний 0,45-0,65 марганец 1,0-2,0 хром 23,0-25,0 никель 12,0-14,0 ниобий 0,45-0,6 сера не более 0,01 фосфор не более 0,015 медь не более 0,1 олово не более 0,005 сурьма не более 0,005 кобальт не более 0,05 азот не более 0,05 железо остальное,
при этом она обеспечивает получение двухфазной аустенитно-ферритной структуры наплавленного металла с содержанием ферритной фазы 5-10%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133770/02A RU2443530C1 (ru) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133770/02A RU2443530C1 (ru) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2443530C1 true RU2443530C1 (ru) | 2012-02-27 |
Family
ID=45852207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010133770/02A RU2443530C1 (ru) | 2010-08-13 | 2010-08-13 | Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2443530C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3096326A4 (en) * | 2014-01-14 | 2017-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method, repair method, and reactor vessel |
RU2650367C2 (ru) * | 2012-11-28 | 2018-04-11 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Сварочный материал для плакирования сваркой |
RU2796567C1 (ru) * | 2022-05-19 | 2023-05-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Проволока марки Св-08Х21Н10М2Г4АФБ для сварки высокопрочных сталей |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1659522A1 (ru) * | 1989-07-10 | 1991-06-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Коррозионно-стойка аустенитно-ферритна сталь дл сварки |
RU2014192C1 (ru) * | 1992-05-21 | 1994-06-15 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Состав сварочной проволоки для сварки высоколегированных коррозионностойких аустенитно-ферритных сталей |
RU2188109C2 (ru) * | 2000-05-11 | 2002-08-27 | Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Состав сварочной ленты и проволоки |
RU2238831C1 (ru) * | 2003-04-23 | 2004-10-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" | Состав сварочной ленты и проволоки |
-
2010
- 2010-08-13 RU RU2010133770/02A patent/RU2443530C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1659522A1 (ru) * | 1989-07-10 | 1991-06-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Коррозионно-стойка аустенитно-ферритна сталь дл сварки |
RU2014192C1 (ru) * | 1992-05-21 | 1994-06-15 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Состав сварочной проволоки для сварки высоколегированных коррозионностойких аустенитно-ферритных сталей |
RU2188109C2 (ru) * | 2000-05-11 | 2002-08-27 | Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Состав сварочной ленты и проволоки |
RU2238831C1 (ru) * | 2003-04-23 | 2004-10-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" | Состав сварочной ленты и проволоки |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650367C2 (ru) * | 2012-11-28 | 2018-04-11 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Сварочный материал для плакирования сваркой |
US10807203B2 (en) | 2012-11-28 | 2020-10-20 | Esab Sweden Ab | Welding material for weld cladding |
EP3096326A4 (en) * | 2014-01-14 | 2017-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method, repair method, and reactor vessel |
US10354764B2 (en) | 2014-01-14 | 2019-07-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method, repairing method, and nuclear reactor vessel |
RU2796567C1 (ru) * | 2022-05-19 | 2023-05-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Проволока марки Св-08Х21Н10М2Г4АФБ для сварки высокопрочных сталей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6140836B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた高強度オーステナイト系鋼材及びその製造方法 | |
EP2180074B1 (en) | High-strength low-alloy steel excellent in the resistance to high-pressure hydrogen environment embrittlement and process for manufacturing the steel | |
EP2811045B1 (en) | Base metal for high-toughness clad steel plate giving weld with excellent toughness, and process for producing said clad steel plate | |
KR20180095639A (ko) | 페라이트계 내열강용 용접 재료, 페라이트계 내열강용 용접 조인트 및 페라이트계 내열강용 용접 조인트의 제조 방법 | |
JP5509923B2 (ja) | レーザ溶接用またはレーザ・アークハイブリッド溶接用の引張強さが1100MPa以上の高張力鋼板の製造方法 | |
KR102048479B1 (ko) | 오스테나이트계 내열합금 및 용접 구조물 | |
CA2860605C (en) | Abrasion resistant welded steel pipe and method of producing the same | |
JPS629646B2 (ru) | ||
US20150159246A1 (en) | Base material for high-toughness clad steel plate and method of producing the clad steel plate | |
KR102265769B1 (ko) | 용접성이 우수한 수소용 고Mn 오스테나이트계 스테인리스 강, 그것을 사용한 용접 조인트 및 수소용 기기, 그리고 용접 조인트의 제조 방법 | |
JP6870748B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP6870750B2 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼用溶接材料、溶接金属および溶接構造物ならびに溶接金属および溶接構造物の製造方法 | |
JP5605304B2 (ja) | 耐疲労き裂進展特性および溶接熱影響部の低温靭性に優れた鋼材並びにその製造方法 | |
AU2006251093B2 (en) | Steel for submarine hulls with improved weldability | |
RU2443530C1 (ru) | Сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей | |
KR101974012B1 (ko) | 스테인리스강과 탄소강의 이종금속 용접방법 및 이를 통해 용접된 용접부 | |
RU2443529C1 (ru) | Сварочная проволока для сварки и наплавки разнородных сталей | |
US20210292876A1 (en) | Austenitic Heat Resistant Alloy and Welded Joint Including the Same | |
KR101674748B1 (ko) | 스테인리스강 레이저 용접 재료 및 이를 이용하여 제조된 용접이음부 | |
KR101482343B1 (ko) | 용접열영향부 인성이 우수한 고강도 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
JP4465066B2 (ja) | フェライト・オーステナイト二相系ステンレス鋼用溶接材料 | |
RU2440876C1 (ru) | Сварочная проволока для сварки корпусных деталей из разнородных сталей | |
JP2021143387A (ja) | クラッド鋼板およびその製造方法 | |
JPS59159972A (ja) | 高強度高靭性チエ−ン用鋼材 | |
KR101482344B1 (ko) | 용접열영향부 인성이 우수한 고강도 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140814 |