×
03.06.2023
223.018.7662

Результат интеллектуальной деятельности: Проволока марки Св-08Х16Н5М3АБ для сварки высокопрочных сталей

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к составу сварочной проволоки для сварки высокопрочных сталей, используемых в судостроительной и машиностроительной промышленности. Проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод не более 0,08, кремний 0,2-0,6, марганец 0,4-0,8, хром 15-17, никель 4-6, молибден 3,0-3,5, медь 0,5-0,75, азот 0,05-0,2, ниобий 0,1-0,2, сера не более 0,015, фосфор не более 0,015 и железо – остальное. Техническим результатом изобретения является создание сварочной проволоки, обеспечивающей высокие прочностные и пластические характеристики металла сварного шва. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, к области производства сварочных материалов, и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности судостроительной и машиностроительной для сварки высокопрочных сталей.

Известна проволока марки 08Х17Н5М3, изготавливаемая из стали («Сварка и сварочные материалы». Справочник в 3-х томах. Том 1. Свариваемость материалов. Москва «Металлургия» 1991. Савченко B.C. Аустенитно-мартенситные стали, стр. 290-296.), принимаемая за прототип, для сварки хромистых аустенитно-мартенситных сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, сера, фосфор и железо в следующем соотношении компонентов, масс. %: углерод 0,06-0,10, кремний не более 0,8, марганец не более 0,8, хром 16,0-17,5, молибден 3,0-3,5, никель 4,5-5,5, сера не более 0,02, фосфор не более 0,035, железо - остальное.

Указанный состав сварочной проволоки обеспечивает получение в наплавленном металле аустенитно-мартенситной структуры с содержанием аустенитной фазы около 25%. Полная термообработка (закалка с температуры 950°C - обработка холодом при температуре минус 70°C в течении 2 часов - отпуск (старение) при температуре 450°C) позволяет получить высокий уровень физико-механических характеристик и требуемую технологическую прочность наплавленного металла. Нагрев под закалку способствует растворению образовавшихся карбидов, при этом структура стали в основном аустенитная.

Недостатком известного изобретения является то, что аустенит неустойчив и при охлаждении до отрицательных температур превращается в мартенсит. При отсутствии полной термообработки (закалка, обработка холодом, отпуск) происходит обратное мартенситное превращение и его ограниченный объем исключает образование в шве холодных трещин. Вместе с тем интенсивное выделение карбидов, и особенно образование δ-феррита, приводит к хрупкому разрушению сварных соединений, что объясняется резким снижением пластичности δ-феррита.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание проволоки для сварки высокопрочных сталей с повышенными прочностными и пластическими характеристиками металла сварных швов.

Технический результат достигается тем, что сварочная проволока содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, азот, ниобий, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, масс. %: углерод не более 0,08, кремний 0,2-0,6, марганец 0,4-0,8, хром 15,0-17,0, никель 4,0-6,0, молибден 3,0-3,5, медь 0,5-0,75, азот 0,05-0,2, ниобий 0,1-0,2, сера не более 0,015, фосфор не более 0,015 и остальное железо, при этом суммарное содержание азота и ниобия находится в диапазоне 0,15-0,4%, а отношение молибдена к меди в диапазоне 4-7.

Одновременное легирование сварочной проволоки ниобием (0,1-0,2%) и азотом (0,05-0,2%) обеспечивает нитридное упрочнение металла. Увеличение содержания ниобия сверх 0,2% приводит к резкому увеличению склонности металла сварных швов к образованию горячих (кристаллизационных) трещин.

Высокая стойкость металла сварных швов к коррозионному растрескиванию под напряжением обеспечивается за счет содержания в проволоке хрома в количестве 15-17%.

Введение в состав проволоки азота в количестве 0,05-0,2%, как легирующего элемента заключается в том, что он приводит к снижению энергии дефектов упаковки, расширяя область существования аустенита, сужает область существования δ-феррита, охрупчивающего металл шва. Предельная растворимость азота, способного растворяться в твердом растворе и связываться в нитриды, не превышает для выбранного химического состава 0,2%.

Введение меди в диапазоне 0,5-0,75% позволяет не только стабилизировать аустенитную структуру, но и обеспечить дополнительное дисперсионное упрочнение. Суммарное содержание никеля, меди и азота обеспечивает наличие в металле сварных швов двухфазной аустенитно-мартенситной структуры при 80-85% мартенсита и 20-15% остаточного аустенита, без дельта-феррита. При этом содержание от 4,0 до 6,0% никеля снижает температуру аустенизации и повышает ударную вязкость.

Содержание аустенитообразующих элементов (углерода, азота, марганца, меди и никеля) обеспечивают образование значительного количества остаточного аустенита, что при отработанных режимах и технологии сварки обеспечивает высокую пластичность и ударную вязкость сварного металла шва.

Содержание кремния в указанных пределах (0,2-0,6%) позволяет добиться высокой технологичности процесса сварки и снижению склонности к образованию горячих трещин металла сварного шва.

Заявленные выше ограничения по содержанию в проволоке углерода, серы и фосфора направлены на предотвращение возможности образования горячих трещин и локальных разрушений в металле сварного шва.

Легирование молибденом (3-3,5%) и хромом (15-17%) обеспечивает повышение коррозионной стойкости сварных швов, а также наряду с ниобием способствует образованию фазы Лавеса и, как следствие, дисперсионному упрочнению.

Был проведен комплекс лабораторных и опытно-промышленных работ по изготовлению, испытанию и практическому опробованию проволоки при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом. Испытания показали высокий уровень прочностных и пластических характеристик металла сварного шва при отсутствии склонности сварного шва к образованию горячих и холодных трещин.

Сравнительные испытания сварочной проволоки согласно изобретению и проволоки-прототипа представлены в таблицах 1-2.

Изготовление сварочной проволоки согласно изобретению, включало:

- выплавку стали;

- сифонную разливку на слитки;

- обработку слитков;

- нагрев и прокатку слитков;

- холодное волочение проволоки с промежуточными термическими обработками.

Стойкость к образованию трещин оценивали в процессе сварки «жестких» проб из высокопрочной стали толщиной 50 мм. После чего пробы распускались на шлифы, которые всесторонне исследовались.

Результаты испытаний показали высокую стойкость металла шва к образованию холодных и горячих трещин.

Нитридно - интерметаллидное упрочнение достигается за счет поддержания межпроходной температуры в диапазоне 150-200°C.

Испытания проводились на двух плавках проволоки, выполненных по нижнему и верхнему пределу легирования.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого изобретения выразится в повышении надежности и долговечности изделий, сваренных с использованием заявляемой проволоки, за счет повышения прочности и вязкости металла сварного шва.

Результаты сравнительных испытаний показывают, что заявляемый состав, по сравнению с известными, обеспечивает получение сварных швов с более высокой вязкостью и прочностью.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 251 items.
10.01.2013
№216.012.17dc

Способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471600
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18cd

Грунтовочная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471841
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2aa5

Способ получения конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином скваратным методом

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ синтеза конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином (БСА) скваратным методом. Первоначально осуществляют взаимодействие нона-β-(1→3)-глюкозида с диэтилскваратом. Затем проводят реакцию полученного лиганда -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476444
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b51

Износостойкий сплав на основе никеля для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий на конструкционные элементы микроплазменным или сверхзвуковым газодинамическим напылением

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым в качестве материала для получения износо- и коррозионно-стойких покрытий на функционально- конструкционных элементах методом микроплазменного или сверхзвукового холодного газодинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476616
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2c

Способ измерения температуры поверхности конструкции резистивным чувствительным элементом, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тепло-прочностных испытаниях авиационно-космических конструкций при определении их поверхностных температурных полей. Согласно заявленному способу для измерения температуры поверхности конструкции чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476835
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2d

Способ определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке термометров сопротивления и тензорезисторов. Согласно заявленному способу определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента регистрируют температуру воздействия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476836
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c32

Устройство для измерения звукового давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения звукового давления. Устройство содержит датчик с емкостным чувствительным элементом с обкладками конденсатора и экранами, усилитель заряда, состоящий из операционного усилителя, резистора и конденсатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476841
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c33

Устройство для измерения давления, температуры и теплового потока

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданном участке температуры, теплового потока и давления. Техническим результатом изобретения является расширение области применения, повышение информативности и точности измерения давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476842
Дата охранного документа: 27.02.2013
Showing 1-9 of 9 items.
10.11.2015
№216.013.8de9

Способ и устройство для линейной сварки плоской тонколистовой оребренной панели

Изобретение относится к сварке и может найти применение в машиностроении, теплоэнергетике, металлургии и др. Изобретение позволяет изготавливать крупногабаритные плоские тонколистовые оребренные панели с листовыми ребрами, а также упрощает способ и устройство для его осуществления. На панели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567936
Дата охранного документа: 10.11.2015
08.04.2019
№219.016.fed4

Состав проволоки для механизированной сварки

Изобретение относится к области металлургии и сварки, а именно к сварочным проволокам, используемым для механизированной сварки в среде защитных газов конструкций из немагнитной высокопрочной аустенитной азотистой стали, применяемой в различных отраслях промышленности, в частности судостроении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002437746
Дата охранного документа: 27.12.2011
29.04.2019
№219.017.3f46

Агломерированный флюс марки 48аф-55

Изобретение может быть использовано для автоматической сварки низколегированных хладостойких сталей нормальной, повышенной и высокой прочности на обычных режимах, а также форсированных режимах и повышенных скоростях сварки низколегированными проволоками. Флюс содержит, мас.%: электрокорунд...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002295431
Дата охранного документа: 20.03.2007
29.04.2019
№219.017.4078

Среднелегированный электрод для сварки высокопрочных сталей

Электрод может быть использован для сварки с незначительной 50°С температурой предварительного подогрева высокопрочных сталей мартенситного и бейнитного класса. На стержень электрода из проволоки марки Св-03ХН3МД или Св-07ХН3МД нанесено покрытие, содержащее компоненты в следующем соотношении,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002349434
Дата охранного документа: 20.03.2009
20.05.2019
№219.017.5d51

Состав порошковой проволоки для сварки труб категории прочности х90

Изобретение может быть использовано для автоматической и механизированной сварки в среде защитных газов низколегированных трубных сталей категории прочности Х90. Порошковая проволока содержит, мас.%: двуокись титана 4,21-7,32; полевой шпат 0,50-1,50; электрокорунд 0,21-0,71; плавиковый шпат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002387527
Дата охранного документа: 27.04.2010
09.06.2019
№219.017.7a36

Способ гранулирования флюса

Изобретение относится к методам гранулирования флюсов для сварки низколегированных хладостойких сталей и сплавов, широкого диапазона составов и может быть применено во всех отраслях промышленности, производящих сварочные материалы, для сварки сталей и сплавов широкого диапазона составов, в том...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002387521
Дата охранного документа: 27.04.2010
09.02.2020
№220.018.0153

Порошковая проволока для механизированной и лазерно-дуговой сварки низколегированных высокопрочных сталей

Изобретение может быть использовано для механизированной сварки в среде защитных газов и лазерно-дуговой сварки конструкций из низколегированных высокопрочных сталей с пределом текучести до 690 МПа. Порошковая проволока содержит, мас. %: шлаковая основа 8,63-8,65; ферросилиций 0,45-0,65;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713767
Дата охранного документа: 07.02.2020
03.06.2023
№223.018.765d

Электрод марки эа-2594 для сварки высокопрочных сталей перлитного и аустенитно-ферритного класса

Электрод предназначен для сварки высокопрочных сталей перлитного и аустенитно-ферритного класса и может быть использован для сварки без предварительного подогрева. Электрод содержит стержень из проволоки марки Св-03Х25Н10М3ГАДВ и покрытие, включающее компоненты в следующем соотношении, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796581
Дата охранного документа: 25.05.2023
03.06.2023
№223.018.766b

Проволока марки св-08х21н10м2г4афб для сварки высокопрочных сталей

Изобретение относится к составу сварочной проволоки для сварки высокопрочных сталей, используемых в судостроительной и машиностроительной промышленности. Сварочная проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод не более 0,08, кремний 0,2-0,6, марганец 3,0-5,0, хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796567
Дата охранного документа: 25.05.2023
+ добавить свой РИД