[發明專利]用于Fe?36Ni合金的焊絲

有效

• 申請號: 201380074094.0
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN105026590B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 皮埃爾-路易斯·瑞戴特;讓-路易斯·羅伊;羅蘭·安德烈·帕尼耶
• 申請（專利權）人: 艾普倫
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;B23K35/30;C22C19/03
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 呂艷英,張穎玲

技術領域

本發明涉及用于對部件的多個部分進行焊接的焊絲，所述部分具有以下組成：

35.0wt％≤Ni≤37.0wt％，

痕量≤C≤0.10wt％，

痕量≤Mn≤0.60wt％，

痕量≤P≤0.025wt％，

痕量≤S≤0.025wt％，

痕量≤Si≤0.35wt％，

痕量≤Cr≤0.50wt％，

痕量≤Mo≤0.50wt％，

痕量≤Co≤0.50wt％，

余量由鐵和生產中所帶來的不可避免的雜質組成。

該組成對應于Fe-36Ni合金的標準限定。

背景技術

Fe-36Ni合金，諸如M93為具有低的熱膨脹系數的合金，這就使得該合金尤其在輸送低溫液體中非常具有優勢。

在這種應用中，通過焊接來組裝Fe-36Ni元件。

當在加壓容器(例如，用于輸送低溫液體的管或用于接收低溫液體的罐)中使用Fe-36Ni合金元件的組件時，理想的是，這些組件滿足名稱為ASME(美國機械工程師學會)的鍋爐和壓力容器規范的焊縫和釬焊標準的評定第IX節中設定的標準。

具體地，該標準要求焊接接縫(solder joint)的機械性質，尤其是破裂強度(Rm)大于或等于制成由該焊接接縫組裝的元件的基礎金屬的破裂強度，從而能夠基于基礎金屬的性質，而不是基于焊接接縫的性質來定制該組件。

本領域技術人員將該性質描述為機械性質的“過度匹配(overmatching)”。如果在垂直于焊接接縫的測試片上進行的牽引測試中，在基礎金屬上出現破裂，而焊接接縫上并沒有出現破裂，則認為是令人滿意的。

在該情況下，基礎金屬為Fe-36Ni合金。因此，如果焊接接縫的機械性質優于或等于Fe-36Ni合金的機械性質，則將滿足過度匹配機械性質的條件。

通常，焊縫的晶粒在尺寸上大于基礎金屬的晶粒，這尤其歸因于獲得焊縫和基礎金屬的相應過程。因此，同質焊縫，即，利用具有與基礎金屬的化學組成相同的焊絲形成的焊縫通常并不滿足過度匹配的條件。

與同質焊縫相比，為了改善焊縫的機械性質，已經考慮了通過加入合金化元素(諸如鈮)來使構成焊絲的合金硬化，這些合金化元素導致合金的固溶體硬化。

例如，包括36％鎳、1.6％鈮和0.4％錳的鐵基焊絲是已知的。在這些焊絲中，加入鈮以用于其固溶體硬化效應，并且加入錳以捕獲硫并且改善抗凝固性和再加熱裂紋性。

然而，本發明的發明人已經發現，當將Fe-36Ni合金部件焊接在一起時，這種焊絲并不是完全令人滿意的。

事實上，發明人發現，鈮的加入確實在室溫下改善了Fe-36Ni合金制成的元件之間焊縫的機械性質(尤其是它們的耐牽引性)的同時，但劣化了焊縫的其它性質。具體地，由此所得到的焊縫是易碎的。從而，發明人進行的實驗表明：在-196℃下，通過沖擊試驗(KCV)測量，該焊縫延展性比基礎金屬的延展性小80wt％。

此外，發明人還發現當變形時，與基礎金屬相比，這些焊接接縫對馬氏體轉化更敏感。鐵-鎳合金中的馬氏體晶島的存在大大地加速了點蝕速度。因此，其增加了低溫溫度下的膨脹系數。因此，與基礎金屬相比，低溫溫度下變形的 焊接接縫將產生劣化的性質。這種情況(在發生事故時是可想到的)在加壓容器領域中，特別是用于傳輸或儲存的液化天然氣的那些加壓容器尤其是不能接受的。

本發明的一個目的是提供一種焊絲，該焊絲適用于生產Fe-36Ni合金的焊接組件，其滿足焊縫的機械性質與Fe-36Ni合金過度匹配的條件，并且在涉及加壓容器的應用中的額外地提供了較高的安全性。

發明內容

為此，本發明涉及一種如上所述的焊絲，所述焊絲由合金制成，所述合金包括：

38.6wt％≤Ni+Co≤45.0wt％，

痕量≤Co≤0.50wt％，

當38.6wt％≤Ni+Co≤40.33wt％時，2.25wt％≤Ti+Nb≤0.8667×(Ni+Co)-31.20wt％，

當40.33wt％≤Ni+Co≤41.4wt％時，2.25wt％≤Ti+Nb≤3.75wt％，

當41.4wt％≤Ni+Co≤45.0wt％時，0.4167×(Ni+Co)-15.0wt％≤Ti+Nb≤3.75wt％；

痕量≤Nb≤0.50wt％；

0.01wt％≤Mn≤0.30wt％；

0.01wt％≤Si≤0.25wt％；