RU2465110C1 - Состав сварочной проволоки - Google Patents
Состав сварочной проволоки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465110C1 RU2465110C1 RU2011131641/02A RU2011131641A RU2465110C1 RU 2465110 C1 RU2465110 C1 RU 2465110C1 RU 2011131641/02 A RU2011131641/02 A RU 2011131641/02A RU 2011131641 A RU2011131641 A RU 2011131641A RU 2465110 C1 RU2465110 C1 RU 2465110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- cobalt
- composition
- copper
- weld metal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии сложнолегированных сварочных материалов и может быть использовано для ручной и автоматической сварки деталей из высоконикелевых сплавов. Технический результат - получение металла шва с требуемыми характеристиками длительной прочности и сопротивления ползучести при температурах до 900°С. Предлагается состав сварочной проволоки, содержащий, мас.%: углерод 0,001-0,030, кремний 0,01-0,20, марганец 0,6-2,0, хром 19,0-20,5, никель 44,0-47,0, молибден 3,3-4,3, ниобий 0,7-1,0, кобальт 0,005-0,100, алюминий 0,001-0,010, иттрий 0,01-0,15, азот 0,001-0,020, сера 0,001-0,020, фосфор 0,001-0,025, медь 0,005-0,200, железо - остальное, при этом (P+0,5Cu)×(0,5Mn+Ni)≤3,04. 3 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии сложнолегированных сварочных материалов и может быть использовано для ручной и автоматической сварки деталей из высоконикелевых сплавов.
Разработка новых энергетических установок с повышенными рабочими параметрами делает актуальным создание сварочных материалов, способных обеспечить получение сварных соединений с требуемым комплексом служебных свойств при рабочих температурах в интервале 750-900°С.
В настоящее время при изготовлении энергетического оборудования применяются высоконикелевые сплавы 10Х15Н36В3Т-ВД по ТУ 14-1-1665-76 и 03Х21Н32МЗБ по ТУ 14-1-769-73. Для изготовления сварных конструкций из этих сплавов широко применяется сварочная проволока Св-03Х15Н35Г7М6Б (ЭП 855) по ТУ14-1-2143-77.
Сварочная проволока марки Св-03Х15Н35Г7М6Б имеет следующий химический состав, %:
Углерод | ≤0,03 | Ниобий | 1,40-1,80 |
Кремний | ≤0,30 | Сера | ≤0,020 |
Марганец | 6,0-7,5 | Фосфор | ≤0,020 |
Хром | 14,0-16,0 | Никель | 34,0-36,0 |
Молибден | 6,0-7,5 | Железо | Остальное |
Недостатком известного состава сварочной проволоки является значительное снижение длительной прочности и сопротивления ползучести при температурах эксплуатации свыше 750°С.Кроме этого, указанные сварочные материалы характеризуются склонностью к образованию горячих трещин в металле шва. Применение указанного состава невозможно в условиях нейтронного облучения из-за склонности металла шва к охрупчиванию и распуханию под воздействием радиации.
Наиболее близким к заявленному составу является состав сварочной проволоки Св-ХН45МГБч по ТУ 14-1-4490-88 (прототип), имеющий следующий химический состав, %:
Углерод | ≤0,03 | Азот | ≤0,02 |
Кремний | ≤0,2 | Иттрий | ≤0,15 |
Марганец | 0,6-1,5 | Сера | ≤0,02 |
Хром | 19,0-20,5 | Фосфор | ≤0,015 |
Никель | 44,0-46,0 | Алюминий | ≤0,01 |
Молибден | 3,3-4,3 | Железо | Остальное |
Ниобий | 0,7-1,0 |
Указанный состав отличается высокими сварочно-технологическими свойствами. Металл шва, полученный с использованием указанной проволоки, не склонен к горячим трещинам, а также обладает стойкостью к радиационному охрупчиванию, обеспечивает требуемый уровень длительной прочности и сопротивления ползучести при температурах эксплуатации до 750°С.
Недостатком известного состава сварочной проволоки является значительное снижение длительной прочности и сопротивления ползучести металла шва при температурах эксплуатации свыше 750°С.
Техническим результатом настоящего изобретения явилась разработка состава сварочной проволоки, обеспечивающей получение металла шва с более высокими характеристиками длительной прочности и сопротивления ползучести при температурах эксплуатации до 900°С при сохранении высокой стойкости к радиационному охрупчиванию.
Заявленный технический результат достигается оптимизацией химического состава за счет того, что состав сварочной проволоки, содержащий железо, углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, серу, фосфор, иттрий, алюминий, согласно изобретению дополнительно содержит кобальт и медь при следующем соотношении массовой доли элементов, %:
Углерод | 0,001-0,030 | Алюминий | 0,001-0,010 |
Кремний | 0,01-0,20 | Иттрий | 0,01-0,15 |
Марганец | 0,6-2,0 | Азот | 0,001-0,020 |
Хром | 19,0-20,5 | Сера | 0,001-0,020 |
Никель | 44,0-47,0 | Фосфор | 0,001-0,025 |
Молибден | 3,3-4,3 | Медь | 0,005-0,200 |
Ниобий | 0,7-1,0 | Железо | Остальное |
Кобальт | 0,005-0,100 |
Нормирование содержания легирующих элементов выполнено таким образом, чтобы металл сварного шва обеспечивал требуемый уровень стойкости к радиационному охрупчиванию. Для этого должно выполняться соотношение:
(P+0,5Cu)×(0,5Mn+Ni)≤3,04
Повышение длительной прочности и сопротивление ползучести при температуре эксплуатации 750-900°С производится за счет легирования кобальтом. Кобальт образует твердый раствор, замещая часть атомов никеля, искажая кристаллическую решетку, тем самым упрочняя металл и сохраняя структурную стабильность при повышенных температурах. Верхний предел содержания кобальта ограничен 0,1% ввиду того, что он является потенциальным источником долгоживущих изотопов кобальта с γ-излучением. Увеличение количества изотопов кобальта приводит к значительным срокам спада наведенной радиоактивности, что сильно затрудняет утилизацию оборудования, отработавшего свой ресурс. Нижнее ограничение содержания кобальта обусловлено тем, что его влияние на жаропрочность металла шва при содержании менее 0,005% практически не прослеживается.
Легирование одним лишь кобальтом в заданных пределах не может обеспечить характеристики длительной прочности и сопротивлению ползучести, а его увеличение выше 0,1%, как уже упоминалось, негативно влияет на скорость снижения наведенной радиоактивности, в связи с чем заявляемый состав дополнительно легирован медью в количестве от 0,005 до 0,1%. Так же как и кобальт, медь образует твердый раствор, тем самым упрочняет материал и сохраняет структурную стабильность при повышенных температурах. Содержание в заявляемом составе меди менее 0,005% практически не приводит к улучшению характеристики длительной прочности. Ограничение верхнего предела содержания меди выше 0,1% связано с ее негативным влиянием на стойкость к охрупчиванию металла шва под воздействием нейтронного облучения.
Известно, что на стойкость к радиационному охрупчиванию кроме меди также негативно влияют никель, марганец и особенно фосфор, при этом наличие одного элемента значительно усиливает негативное влияние других, в связи с чем дополнительно было введено ограничение совокупного содержания этих элементов следующим соотношением:
(P+0,5Cu)×(0,5Mn+Ni)≤3,04
При увеличении этого отношения свыше 3,04 стойкость металла шва к радиационному охрупчиванию резко падает.
На производственной базе ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» проведен комплекс лабораторных и опытно-промышленных работ по выплавке сплава, пластической обработке и изготовлению опытных партий сварочной проволоки, изготовлены сварные пробы и проведены их испытания. Испытания на длительную прочность и ползучесть, а также испытания на ударную вязкость металла сварного шва проводились в соответствии с требованиями ПНАЭ Г-7-002-86 «Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок». Химический состав опытных партий сварочной проволоки приведен в табл.1. Механические свойства металла шва приведены в таблице 2, показатели ударной вязкости до и после облучения в таблице 3. Данные таблиц подтверждают оптимальность состава сварочной проволоки в заявленном варианте. При этом снижение содержания меди и кобальта ниже заявленного состава приводит к снижению длительной прочности и сопротивлению ползучести, а содержание таких элементов как никель, марганец, медь и фосфор на верхнем пределе заявляемого состава к интенсивному охрупчиванию металла шва под влиянием нейтронного облучения.
Ожидаемый технико-экономический эффект от использования предлагаемого состава сварочной проволоки при изготовлении энергетического оборудования выразится в повышении его эксплуатационных характеристик, а также увеличения надежности и ресурса при обеспечении повышенной безопасности.
Claims (1)
- Состав сварочной проволоки, содержащий железо, углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, серу, фосфор, иттрий, алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт, азот и медь при следующем соотношении массовой доли элементов, %:
Углерод 0,001-0,030 Алюминий 0,001-0,010 Кремний 0,01-0,20 Иттрий 0,01-0,15 Марганец 0,6-2,0 Азот 0,001-0,020 Хром 19,0-20,5 Сера 0,001-0,020 Никель 44,0-47,0 Фосфор 0,001-0,025 Молибден 3,3-4,3 Медь 0,005-0,200 Ниобий 0,7-1,0 Железо Остальное, Кобальт 0,005-0,100
при этом выполняется соотношение:
(P+0,5Cu)·(0,5Mn+Ni)≤3,04.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131641/02A RU2465110C1 (ru) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Состав сварочной проволоки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131641/02A RU2465110C1 (ru) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Состав сварочной проволоки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2465110C1 true RU2465110C1 (ru) | 2012-10-27 |
Family
ID=47147332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011131641/02A RU2465110C1 (ru) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Состав сварочной проволоки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2465110C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1217751B (de) * | 1963-10-16 | 1966-05-26 | Eugen Borbet Kommandit Ges | Blanker Schweissdraht auf Eisenbasis fuer die automatische Schutzgas-Lichtbogenschweissung |
SU780374A1 (ru) * | 1979-06-20 | 1990-04-07 | Предприятие П/Я А-3700 | Состав сварочной проволоки |
RU2194602C2 (ru) * | 2000-08-17 | 2002-12-20 | Государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Состав сварочной проволоки |
GB2422617A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | Nippon Welding Rod Co Ltd | Ferritic stainless steel welding wire |
JP2006289405A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Nippon Steel Corp | 耐火構造用鋼のガスシールドアーク溶接ワイヤ。 |
RU2373037C1 (ru) * | 2008-05-27 | 2009-11-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Гуп "Цнии Км "Прометей") | Состав сварочной проволоки |
-
2011
- 2011-07-27 RU RU2011131641/02A patent/RU2465110C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1217751B (de) * | 1963-10-16 | 1966-05-26 | Eugen Borbet Kommandit Ges | Blanker Schweissdraht auf Eisenbasis fuer die automatische Schutzgas-Lichtbogenschweissung |
SU780374A1 (ru) * | 1979-06-20 | 1990-04-07 | Предприятие П/Я А-3700 | Состав сварочной проволоки |
RU2194602C2 (ru) * | 2000-08-17 | 2002-12-20 | Государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" | Состав сварочной проволоки |
GB2422617A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-02 | Nippon Welding Rod Co Ltd | Ferritic stainless steel welding wire |
JP2006289405A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Nippon Steel Corp | 耐火構造用鋼のガスシールドアーク溶接ワイヤ。 |
RU2373037C1 (ru) * | 2008-05-27 | 2009-11-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Гуп "Цнии Км "Прометей") | Состав сварочной проволоки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106077997B (zh) | 一种用于抗熔盐腐蚀镍基高温合金熔化焊的焊料 | |
JP5572842B2 (ja) | 析出強化型Ni基耐熱合金およびその製造方法 | |
CN105014258A (zh) | 700℃以上超超临界煤发电设备用镍基高温合金焊丝 | |
CN1861825A (zh) | 一种适应于聚变堆的结构钢材料 | |
KR101447012B1 (ko) | 금속합금 구조재의 응력부식균열에 대한 비파괴적 평가방법 및 그 금속구조재의 잔여수명 평가방법 | |
CN106881540A (zh) | 一种镍基合金、焊材 | |
CN103962748B (zh) | 耐热高温镍基合金焊丝及焊接方法 | |
JP2014181383A (ja) | 高耐食性高強度ステンレス鋼および原子炉内構造物ならびに高耐食性高強度ステンレス鋼の製造方法 | |
RU2465110C1 (ru) | Состав сварочной проволоки | |
EP2708310A1 (en) | Welding material and welded joint | |
Ohtsuka et al. | Microstructure and high-temperature strength of high Cr ODS tempered martensitic steels | |
Gavoille et al. | Mechanical properties of cladding and wrapper materials for the ASTRID Fast-Reactor Project | |
RU2373037C1 (ru) | Состав сварочной проволоки | |
CN111621702B (zh) | 用于高放废料玻璃固化容器的核级不锈钢 | |
KR101660154B1 (ko) | 오스테나이트 합금관 | |
KR20160079997A (ko) | 니켈 저감형 스테인리스강 | |
RU2383417C1 (ru) | Малоактивируемый коррозионно-стойкий сварочный материал | |
JP7340186B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
RU2451588C2 (ru) | Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса | |
RU2212323C1 (ru) | Малоактивируемый радиационностойкий сварочный материал | |
RU2566243C2 (ru) | Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей | |
RU2634867C1 (ru) | Теплостойкая и радиационно-стойкая сталь | |
RU2633408C1 (ru) | Теплостойкая и радиационно-стойкая сталь | |
Sanyal et al. | Hydrogen embrittlement of In-RAFM steel investigated with in-situ tension testing through electrochemical charging | |
CA2823014C (en) | Zirconium-based alloy compositions for brazing filler to obtain improved corrosion resistance in zirconium or zirconium alloy joints and joining method using the same |