×
20.10.2015
216.013.8750

СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ РЕАКТОРНЫХ СТАЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для автоматической сварки реакторных сталей при изготовлении изделий в энергетическом машиностроении. Сварочная проволока для автоматической сварки реакторных сталей содержит, мас.%: углерод от более 0,1 до 0,14, кремний 0,05-0,32, марганец 0,6-1,1, хром 1,5-2,1, никель 0,9-1,8, молибден 0,5-0,9, титан 0,05-0,12, ниобий 0,001-0,01, бор 0,0001-0,001, железо и примеси - остальное. Содержание компонентов удовлетворяет следующему соотношению: (0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5. Снижается критическая температура хрупкости металла шва до минус 15°C при одновременном повышении его прочностных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству сварочных материалов и может быть использовано для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса при изготовлении изделий в атомном энергетическом машиностроении.

Для обеспечения надежности и долговечности оборудования металл сварного шва должен обладать комплексом технологических и служебных свойств: высокой прочностью и пластичностью, низкой температурой хрупко-вязкого перехода (Тк0), стойкостью против тепловой хрупкости.

Значительная часть энергетического оборудования изготавливается из теплоустойчивой стали типа ВК-2 (марки 15Х3НМФА, 15Х2НМФА), которая обладает высокой прочностью и пластичностью при температуре эксплуатации до 350°C. К металлу сварных швов, этой стали предъявляются определенные требования по прочностным и пластическим характеристикам, а также по критической температуре хрупкости (таблица №1). Однако в подавляющем большинстве случаев фактические показатели критической температуры хрупкости металла шва значительно выше, критической температуры хрупкости основного металла, кроме этого зачастую используемые сварочные материалы не обеспечивают получение равнопрочных сварных соединений. Это приводит к тому, что в оборудовании, изготовленном с применением этой марки проволоки, сварные швы являются наиболее слабым звеном. Во многом это связано с ограничением в составе сварочных материалов такого элемента, как никель. Высокое содержание никеля является причиной пониженной радиационной стойкости металла, что под воздействием нейтронного облучения приводит к значительному сдвигу критической температуры хрупкости в область положительных температур. Именно, температура хрупко-вязкого перехода сварных швов, расположенных напротив активной зоны, является основным фактором, лимитирующим продолжительность срока службы корпуса атомного реактора и всей АЭС в целом. В последние годы при конструировании новых типов реакторов наметилась тенденция к увеличению их срока службы до 60 лет и более, а также к увеличению толщин деталей корпуса до 500 мм. Развитие черной металлургии позволяет обеспечивать получение крупногабаритных поковок высокого качества, критическая температура хрупкости которых находится в интервале температур от -30 до -80°C. С одной стороны, увеличение габаритов поковок позволяет вынести сварные швы за пределы активной зоны, за счет чего снимается вопрос их радиационной стойкости металла шва, с другой стороны, повышаются требования к прокаливаемости сварных швов в толщинах до 500 мм.

Для сварки теплоустойчивых сталей типа ВК-2 применяется проволока марки Св-09ХГНМТАА-ВИ по ТУ 14-1-3675, имеющая следующие ингредиенты, %:

Наиболее близким к заявленному составу является сварочная проволока по патенту №2445036 - прототип, имеющая следующие ингредиенты, %:

Недостатком указанного состава является высокая температура хрупко-вязкого перехода металла шва и его низкие прочностные характеристики по сравнению с основным металлом.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение критической температуры хрупкости металла шва до минус 15°C при одновременном повышении его прочностных характеристик до уровня, который обеспечивает основной металл (таблица 1).

Технический результат достигается тем, что сварочная проволока, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, титан, ниобий, бор, ванадий, олово, медь, алюминий, сурьму, мышьяк, кобальт, азот, серу, фосфор, согласно изобретению содержит компоненты при следующим соотношении, мас.%:

при этом соотношение следующих элементов не должно превышать (0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5.

Увеличение вязких характеристик при пониженных температурах достигается за счет увеличения содержания в составе проволоки никеля. Никель - один из наиболее эффективных легирующих элементов, способствующих повышению прокаливаемости стали. В указанных пределах легирование никелем способствует получению наиболее благоприятных с точки зрения вязких и прочностных свойств структур, а именно структуры нижнего бейнита. Структура нижнего бейнита после проведения высокого отпуска обеспечивает наиболее высокие вязкие характеристики металла шва в области отрицательных температур. При дальнейшем повышении содержания никеля вязкие характеристики металла шва снижаются за счет интенсификации процессов отпускной хрупкости. Введение никеля в количестве ниже заявленного предела не может гарантировать обеспечения требуемой температуры хрупко-вязкого перехода металла шва.

На основании экспериментальных исследований было установлено оптимальное соотношение между углеродом и такими карбидообразующими элементами, как хром, ванадий и ниобий, которое позволяет обеспечить высокую стойкость металла к тепловому охрупчиванию,

(0,3Cr+5V+12Nb)/C≤8,5.

Невыполнение этого соотношения приводит к существенному охрупчиванию металла шва в результате длительных тепловых выдержек за счет того, что со временем легирующие элементы, не связанные в прочные карбиды образуют хрупкие межзеренные интерметаллидные прослойки.

Таким образом, задача создания новой сварочной проволоки заключается в оптимизации содержания легирующих элементов с целью обеспечения температуры хрупко-вязкого перехода металла сварного шва не более -15°C при обеспечении требуемых характеристик прочности.

При легировании сварочной проволоки вне заданных пределов в соответствии с заявленными состав сварочной проволоки становится неоптимальным, что проявляется в значительном снижении вязких характеристик металла шва в области отрицательных температур.

На производственной базе ОАО МЗ «Электросталь» ЦНИИ КМ "Прометей" провел комплекс лабораторных и опытно-промышленных работ по выплавке, пластической обработке и изготовлению опытных партий сварочной проволоки. Во ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» были изготовлены сварные пробы и проведены их испытания.

Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения механических свойств представлены в табл. №2 и 3.

Ожидаемый технико-экономический эффект от использования новой сварочной проволоки для изготовления корпусов реакторов АЭУ перспективных проектов по сравнению с прототипом выразится в повышении эксплуатационной надежности и ресурса изделий при обеспечении повышенной безопасности за счет снижения температуры хрупко-вязкого перехода металла сварных швов.


Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 14.
20.09.2013
№216.012.6aab

Способ изготовления заготовки обечайки активной зоны корпуса реактора типа ввэр

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных обечаек корпусов реакторов типа ВВЭР-1000. Изготавливают цельнокованую заготовку длиной не менее длины обечайки с учетом технологических припусков. Толщина стенки заготовки превышает толщину стенки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492958
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2014
№216.012.fb05

Состав флюса для сварки и наплавки проволокой и лентой из стали аустенитного класса

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей или наплавки антикоррозионного покрытия, например, оборудования атомных энергетических установок. Плавленый флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:SiO9-15, CaO 19-31, AlO 28-34, CaF 29-33, FeO 0,005-1,000, MgO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530107
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fb71

Электрод для сварки теплоустойчивых сталей

Изобретение может быть использовано при ручной дуговой сварке конструкций химического машиностроения из сталей 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V композиции. Электрод состоит из стержня из легированной стали 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V и покрытия, содержащего следующие компоненты (в % по массе): мрамор 30,5-56,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530215
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fcfd

Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сварочных материалов, и может быть использовано для автоматической сварки теплоустойчивых сталей 2,25Cr-1Mo-0,25V композиции при изготовлении изделий в нефтехимическом машиностроении. Сварочная проволока, содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530611
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.12.2014
№216.013.0e9f

Агломерированный флюс 48аф-70

Изобретение может быть использовано для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, применяемых в нефтехимической промышленности. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрокорунд (19,0-25,0), синтетический шлак (14,0-18,0), плавиковый шпат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535160
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.03.2015
№216.013.2f53

Жаропрочная коррозионностойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543583
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f55

Способ термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к технологии термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса, предназначенных для изготовления деталей и узлов, работающих в условиях Крайнего Севера и Сибири, например контейнеров для перевозки отработавшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543585
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f57

Жаропрочный сплав на никелевой основе

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, предназначенным для элементов, используемых в атомной энергетике, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, работающих при высоких температурах. Жаропрочный сплав на никелевой основе содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543587
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.05.2015
№216.013.4d72

Аустенитная коррозионно-стойкая сталь

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке состава легированной аустенитной коррозионно-стойкой стали для атомных энергетических установок. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,03-0,08, кремний 0,4-0,6, марганец 1,0-1,8, хром 17,5-19, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551340
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.06.2015
№216.013.56de

Сварочная проволока для сварки высоконикелевых сплавов

Изобретение относится к металлургии жаропрочных сплавов для сварочной проволоки и может быть использовано для сварки деталей из высоконикелевых сплавов высокотемпературных установок с температурой эксплуатации до 950C. Сварочная проволока содержит, мас.%: углерод 0,01-0,05, кремний 0,05-0,2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553768
Дата охранного документа: 20.06.2015
Показаны записи 1-10 из 27.
20.09.2013
№216.012.6aab

Способ изготовления заготовки обечайки активной зоны корпуса реактора типа ввэр

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных обечаек корпусов реакторов типа ВВЭР-1000. Изготавливают цельнокованую заготовку длиной не менее длины обечайки с учетом технологических припусков. Толщина стенки заготовки превышает толщину стенки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492958
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2014
№216.012.fb05

Состав флюса для сварки и наплавки проволокой и лентой из стали аустенитного класса

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей или наплавки антикоррозионного покрытия, например, оборудования атомных энергетических установок. Плавленый флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:SiO9-15, CaO 19-31, AlO 28-34, CaF 29-33, FeO 0,005-1,000, MgO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530107
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fb71

Электрод для сварки теплоустойчивых сталей

Изобретение может быть использовано при ручной дуговой сварке конструкций химического машиностроения из сталей 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V композиции. Электрод состоит из стержня из легированной стали 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V и покрытия, содержащего следующие компоненты (в % по массе): мрамор 30,5-56,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530215
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fcfd

Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сварочных материалов, и может быть использовано для автоматической сварки теплоустойчивых сталей 2,25Cr-1Mo-0,25V композиции при изготовлении изделий в нефтехимическом машиностроении. Сварочная проволока, содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530611
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.12.2014
№216.013.0e9f

Агломерированный флюс 48аф-70

Изобретение может быть использовано для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, применяемых в нефтехимической промышленности. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрокорунд (19,0-25,0), синтетический шлак (14,0-18,0), плавиковый шпат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535160
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.03.2015
№216.013.2f53

Жаропрочная коррозионностойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543583
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f55

Способ термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к технологии термической обработки полуфабрикатов из стали мартенситного класса, предназначенных для изготовления деталей и узлов, работающих в условиях Крайнего Севера и Сибири, например контейнеров для перевозки отработавшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543585
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.03.2015
№216.013.2f57

Жаропрочный сплав на никелевой основе

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным сплавам, предназначенным для элементов, используемых в атомной энергетике, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, работающих при высоких температурах. Жаропрочный сплав на никелевой основе содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543587
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.05.2015
№216.013.4d72

Аустенитная коррозионно-стойкая сталь

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке состава легированной аустенитной коррозионно-стойкой стали для атомных энергетических установок. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,03-0,08, кремний 0,4-0,6, марганец 1,0-1,8, хром 17,5-19, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551340
Дата охранного документа: 20.05.2015
20.06.2015
№216.013.56de

Сварочная проволока для сварки высоконикелевых сплавов

Изобретение относится к металлургии жаропрочных сплавов для сварочной проволоки и может быть использовано для сварки деталей из высоконикелевых сплавов высокотемпературных установок с температурой эксплуатации до 950C. Сварочная проволока содержит, мас.%: углерод 0,01-0,05, кремний 0,05-0,2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553768
Дата охранного документа: 20.06.2015
+ добавить свой РИД