Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СТАЛЬ ДЛЯ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ - Патент РФ 2128721
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СТАЛЬ ДЛЯ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ
СТАЛЬ ДЛЯ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

СТАЛЬ ДЛЯ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности к составам высоколегированных марганцем и никелем сталей, используемых в качестве сварочного и наплавочного материала при восстановлении крестовин железнодорожных путей, зубьев экскаваторов или других быстроизнашиваемых деталей. Сущность изобретения: предложена сталь для сварочной проволоки, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,96-1,10, кремний 0,20-1,00; марганец 16,00-25,00; никель 3,00-5,00; кобальт не более 0,15; железо и примеси - остальное. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности восстановления быстроизнашиваемых изделий типа крестовин железнодорожных путей как в условиях деформации, так и при отрицательных температурах без ухудшения пластических характеристик путем наплавки.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2128721
Класс(ы) патента: C22C38/10, B23K35/30
Номер заявки: 97114656/02
Дата подачи заявки: 13.08.1997
Дата публикации: 10.04.1999
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (RU)
Автор(ы): Аптекарь Ньютон Моисеевич (UA); Белокуров Эдуард Сергеевич (UA); Поляков Владимир Федорович (UA); Айзатулов Р.С.(RU); Буймов В.А.(RU); Сапрыкин В.А.(RU); Киселев Ю.И.(RU); Чичков В.И.(RU); Юшманов Ю.М.(RU); Маслаков А.А.(RU); Елсаков Н.Н.(RU); Ермолаев А.И.(RU); Никиташев М.В.(RU)
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, к составам сталей, высоколегированных марганцем и никелем и предназначенных для использования в качестве сварочного и наплавочного материала преимущественно при восстановлении крестовин и других элементов железнодорожных путей, работающих в условиях циклически повторяемых высоких динамических нагрузок, а также зубьев экскаваторов, ковшей драг и других быстроизнашиваемых деталей горнодобывающей промышленности.
Известна сталь для сварочной проволоки (цниин-4, ЭИ-711, Х14Г14Н3Т; цниин-4НД, Э65, Х25Г13Н3) следующего химического состава, мас.%:
Углерод - 0,50 - 0,80
Марганец - 11,00 - 15,00
Кремний - До 0,60
Хром - 14,00 - 25,00
Никель - 3,00 - 3,50
Железо и примеси - Остальное [1].
Проволоку из этой стали используют для восстановления путем наплавки и сварки крестовин и других ответственных элементов железнодорожных путей, изготавливаемых из стали Гадфильда, содержащей, мас.%: углерод 1,10 - 1,35; кремний 0,30 - 0,90; марганец 11,0 - 15,5; железо - остальное.
Эта аустенитная сталь обладает высокой вязкостью, закаливается с температурой аустенизации. При ее отпуске от 200oC выпадают карбиды, падает вязкость, следовательно, возрастает хрупкость.
При использовании сварочной проволоки из известной стали [1] для восстановления крестовин путем наплавки (сварки) в процессе остывания наплавленного слоя идет образование карбидов хрома, повышается твердость до 23 - 35 HPс, а при эксплуатационной деформации возрастает хрупкость, падает пластичность металла, в результате чего снижается стойкость и эксплуатационная надежность восстановления элементов пути.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является сталь для сварочной проволоки, содержащая, мас.%:
Углерод - 0,80 - 0,95
Марганец - 12,00 - 14,00
Кремний - До 0,60
Никель - 3,00 - 3,50
Железо и примеси - Остальное [2].
Однако в процессе деформации наплавленных (сваренных) элементов в эксплуатационных условиях, особенно при отрицательных температурах, в них идет γ-α превращение аустенита с образованием мартенсита, что влечет за собой повышение хрупкости металла в зоне наплавки, снижение его вязкости, за счет чего снижается эксплуатационная стойкость и надежность восстановленных элементов.
Задачей изобретения является разработка состава стали для сварочной проволоки, использование которой возможно для сварки (наплавки) изделий типа крестовин железнодорожных путей, в том числе изготовленных из аустенитной стали Гадфильда как в условиях деформации, так и при отрицательных температурах без ухудшения ее пластических характеристик, и тем самым повышение эксплуатационной стойкости и надежности восстановленных элементов.
Поставленная задача достигается тем, что в стали для сварочной проволоки, содержащей железо, углерод, марганец, кремний и никель, согласно изобретению она дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,96 - 1,10
Марганец - 16,00 - 25,00
Кремний - 0,20 - 1,00
Никель - 3,00 - 5,00
Кобальт - Не более 0,15
Железо и примеси - Остальное
Технический результат достигается предлагаемым решением и заключается в том, что при сварке (наплавке) изделий типа крестовин железнодорожных путей в полевых условиях как при деформации, так и при отрицательных температурах исключается γ-α превращение с образованием мартенсита, что не допускает снижение вязкости в зоне наплавки (сварки).
Верхний предел содержания углерода ограничен 1,10 мас.% в связи с тем, что при его содержании выше 1,10 мас.% после наплавки в полевых условиях в наплавленном слое выпадают карбиды, повышающие хрупкость металла.
При содержании в стали углерода менее 0,96 мас.% в условиях деформации наплавленного слоя (сварного шва) при отрицательных температурах идет γ-α превращение аустенита с образованием мартенсита, что повышает хрупкость металла, падает вязкость.
В заявляемом интервале содержания марганца 16,00 - 25,00 мас.% наблюдается существенное улучшение упругости свойств стали, что характеризуется уменьшением модуля нормальной упругости с 20,5 · 10-2 МПА до 16,4 · 10-2 МПА. Нижний предел содержания марганца в стали 16,00 мас.% обусловлен гарантией предупреждения γ-α превращения с образованием мартенсита в наплавленном слое (сварном шве), особенно при отрицательных температурах в условиях динамических нагрузок и стремлением обеспечить высокую наклепываемость при эксплуатационном деформировании.
Содержание марганца более 25,00 мас.% экономически нецелесообразно в связи с прекращением роста вязкостных свойств стали.
Содержание кремния в стали менее 0,20 мас.% не дает достаточного его раскисления из-за малого количества, а содержание кремния более 1,00 мас.% ведет к снижению вязкости и пластичности, что связано с уменьшением растворимости углерода.
Количество никеля в стали менее 3,00 мас.% не обеспечивает достаточной стабилизации аустенита, а увеличение никеля более 5,00 мас.% экономически нецелесообразно, так как повышаются затраты на выплавку стали без улучшения пластических свойств, кроме того, снижается наклепываемость стали.
Добавка в сталь кобальта способствует расширению γ- области, т.е. совместно с высоким марганцем стабилизирует аустенит в процессе деформации и при отрицательных температурах. Увеличение содержания кобальта более 0,15 мас.% экономически нецелесообразно, т.к. увеличиваются затраты без улучшения пластических свойств стали.
Пример конкретного исполнения.
В литейном цехе ОАО "ЗСМК" была выплавлена сталь для сварочной проволоки в дуговой сталеплавильной печи емкостью 6 т.
Плавление и окисление производятся в соответствии с общими положениями технологии при выплавке марганцевоникелевой стали. Принципиальные отличия технологии выплавки предлагаемой стали состоят в том, что никель и кокс загружаются в печь во время завалки лома, при этом никель рассосредотачивается по периферии печи, а кокс под электроды - на стальной лом сверху из расчета получения в расплавленном металле углерода 1,3 - 1,4%, никеля 3,9 - 4,7%. Окислительный период заканчивается при углероде в металле 1,00 - 1,10% и температуре 1560 - 1620oC. Шлак окислительного периода максимально опускается самотеком. Предварительное раскисление ванны производится присадкой 4 - 5 кг/т кускового металлического марганца и 3 - 4 кг/т кускового ферросилиция. Рафинировочный шлак наводится присадкой 30 - 40 кг/т извести и 3 - 5 кг/т шпата и раскисляется смесью шпата, коксика и дробленного ферросилиция в количестве по 1 кг/т. После образования жидкоподвижного шлака в неотключенную печь в 7 - 8 приемов с интервалом 10 - 15 мин вводится расчетное количество металлического марганца. Шлак раскисляется в 5 - 6 приемов смесью шпата, извести, коксика, дробленого ферросилиция, гранулированного алюминия с расходом от 1 до 5 кг/т. Перед отбором пробы металл в ванне тщательно перемешивается на всю глубину. После получения анализа металл доводится да заданных кондиций по химсоставу и температуре. Окончательное раскисление металла производится в ковше чушковым алюминием и силикокальцием. Химсостав полученной стали:
C Mn Si Ni P S
0,97 19,6 0,46 3,64 0,04 0,007
Сталь прокатали на проволоку диаметром 6,5; 6,0; 5,0; 4,5; 3,0 мм и с ее использованием сварили несколько образцов металла из стали Гадфильда, ряд аналогичных образцов наплавили, проверили сварку рельсовой стали со сталью Гадфильда.
Результаты испытаний приведены в таблице 2 акта промышленных испытаний, где видно, что ударная вязкость осталась равной как при T = 20oC, так и при T = -196oC, что говорит о сохранении пластических свойств.
Предлагаемая сталь промышленно применима для ремонта железнодорожных путей, в горнодобывающей промышленности для ремонта быстроизнашивающихся деталей.
Источники информации
1. ГОСТ 9466-75.
2. Nikel addition improve "Hadfield" mangonase Steel Nikel topic N 9, 1950.
Формула изобретения: Сталь для сварочной проволоки, содержащая железо, углерод, кремний, марганец и никель, отличающийся тем, что она дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,96 - 1,10
Кремний - 0,20 - 1,00
Марганец - 16,00 - 25,00
Никель - 3,00 - 5,00
Кобальт - Не более 0,15
Железо и примеси - Остальное