[發明專利]超臨界鋼用氣保護焊絲材料

無效

• 申請號: 201010213006.9
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101862924A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 魏建軍;黃智泉;潘健;王欣;許健
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明涉及一種氣保護焊絲材料，具體說是涉及一種1Cr10MoVNbN超臨界鋼用氣保護焊絲材料。

背景技術

隨著電力工業的迅速發展，大容量的高溫、高壓機組不斷涌現，逐步淘汰了中溫中壓機組。到2000年底全國擁有1000MW及以上裝機容量的火電廠66座，全國現有火電大機組容量為200～210MW的192臺、250～300MW的180臺、320～362.5MW的56臺、500～660MW的30臺，800MW的2臺，大機組已成為中國火力發電的主力機組。2008年火電建設繼續向著大機組、大容量、節水環保型方向發展，上海外高橋電廠2臺、江蘇泰州電廠1臺百萬千瓦超超臨界機組相繼投運，使得全國在運百萬千瓦超超臨界機組已達10臺，世界首臺百萬千瓦空冷機組也已在寧夏開工建設。

實踐證明，提高鍋爐蒸汽溫度和壓力參數是提高火力發電效率的最有效的方法之一，特別是溫度對效率的影響更為顯著。而增大蒸汽壓力則要求使用耐高溫強度更高的鋼材，否則必然使構件的壁厚成倍地增大；增加蒸汽溫度則必然要求鋼材能在更高的溫度下保持高的強度。可見電力技術的發展在很大程度上依賴于材料技術的發展水平。順應這一要求，自20世紀的80年代以來，美、德、法、日等國開發出一系列適用于蒸汽參數達600℃/610℃、25MPa的鐵素體熱強鋼和蒸汽溫度達625℃的馬氏體耐熱不銹鋼(T91/P91，T92/P92，T122/P122，Super304H，T23/P23)。它們已是我國新建大容量亞臨界機組和超臨界機組時首選的材料。電站用鋼的開發需要很長的周期，建國以來我國電站高溫高壓管用鋼材大多沿用國外成熟鋼種，國內外實踐證明12Cr1MoV、2.25Cr-Mo、TP304、TP347等鋼工藝性能良好、運行可靠。但為了提高蒸汽溫度和壓力，20世紀60年代以后各國(也包括我國)紛紛致力于開發使用溫度高于580℃低于650℃的鋼種。1983年美國ORNL在花了8年時間對9Cr1Mo鋼進行了改進后，推出的T91/P91鋼具有優良的常溫和610℃以下高溫力學性能的同時，還具有良好的加工工藝性能。

可以說T91/P91鋼的開發成功是電站用鋼領域內近30年努力的突破。我國于1987年開始引進使用這種鋼，10多年來已有一些單位基本掌握了T91/P91鋼的焊接工藝，同時也開展了T91與鋼102、12Cr1MoV、TP304鋼異種鋼焊接的研究工作。用T91更換鋼102制成的過熱器和高溫再熱器運行的可靠度明顯提高。它填補了低合金鋼珠光體耐熱鋼和高合金奧氏體耐熱鋼之間的空缺。我國從90年代初開始，逐步使用P91鋼作為電站主蒸汽管道及熱段再熱蒸汽管道的材料，如珞璜電廠、鴨河口電廠、西固熱電廠、楊柳青電廠、邯峰電廠等。用P91制成的蒸汽管其管壁厚度可成倍地減小。

P91鋼焊接材料及其相關的焊接工藝是超臨界、超(超)臨界機組制造的關鍵技術。

發明內容

本發明的目的正是針對上述現有技術要求，提供一種1Cr10MoVNbN超臨界鋼用氣保護焊絲材料。本發明的焊絲采用爐外精煉法進行冶煉制作，即VOD法，對鋼液進行真空處理，加上氬氣的攪拌作用，反應的動力學條件很有利，能獲得良好的去氣、去夾雜物的效果，適用于自動焊和半自動焊。

本發明的超臨界鋼用氣保護焊絲材料是由下述(具體化學成分)重量百分比的原料制備而成，其中：碳C：0.09-0.12％；錳Mn：0.5-0.8％；硅Si：0.20-0.30％；硫S：≤0.010％；磷P：≤0.010％；鉻Cr：8.5-10.0％；釩V：0.18-0.25％；鎳Ni：0.6-0.8％；鉬Mo：0.9-1.1％；鈮Nb：0.05-0.08％；銅Cu：≤0.20％；氮N：0.03-0.06％；鋁Al：≤0.04％；余量為鐵Fe。

本發明所述原料的優選重量百分比為：碳C：0.09-0.12％；錳Mn：0.5-0.8％；硅Si：0.20-0.30％；硫S：0.003-0.010％；磷P：0.004-0.010％；鉻Cr：8.5-10.0％；釩V：0.18-0.25％；鎳Ni：0.6-0.8％；鉬Mo：0.9-1.1％；鈮Nb：0.05-0.08％；銅Cu：0.02-0.10％；氮N：0.03-0.06％；鋁Al：0.006-0.01％；余量為鐵Fe。

本發明的超臨界鋼用氣保護焊絲材料的制備方法可采用現有技術的冶煉方法：具體講，按重量百分比取所需原料，經真空爐冶煉后鑄錠，再經鍛、軋制、盤元和拔絲等工藝制成成品焊絲，焊絲直徑可根據需要拉拔成1.2mm或1.6mm的焊絲。

本發明的超臨界氣保護焊絲所添加的各合金元素的作用如下：