[發(fā)明專利]Ni基耐熱合金焊接接頭的制造方法及使用其得到的焊接接頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610202965.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN106048309B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平田弘征;凈德佳奈;小川英范;小野敏秀;田中克樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新日鐵住金株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C22C19/05
• 分類號(hào): C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及Ni基耐熱合金焊接接頭的制造方法及使用其得到的焊接接頭。尤其，本發(fā)明涉及使用了作為火力發(fā)電用鍋爐的主蒸汽管或再熱蒸汽管等高溫構(gòu)件而被長期使用過的Ni基耐熱合金的焊接接頭的制造方法及使用其得到的焊接接頭。

背景技術(shù)

近年來，從減少環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)出發(fā)，在全球規(guī)模上推進(jìn)火力發(fā)電用鍋爐等的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的高溫和高壓化，要求作為過熱器管或再熱器管的材料使用的奧氏體系耐熱合金或Ni基耐熱合金具有更優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性。

而且，以往，對(duì)使用了鐵素體系耐熱鋼的主蒸汽管或再熱蒸汽管等厚壁構(gòu)件等各種構(gòu)件也要求高強(qiáng)度化，研究高強(qiáng)度奧氏體系耐熱合金或Ni基耐熱合金的應(yīng)用。

在這種技術(shù)背景下，例如，國際公開第2009/154161號(hào)(專利文獻(xiàn)1)中公開了通過有效利用Cr、Ti和Zr而使蠕變斷裂強(qiáng)度得到提高的奧氏體系耐熱合金。另外，國際公報(bào)第2010/038826號(hào)(專利文獻(xiàn)2)中公開了如下Ni基耐熱合金：其含有大量的W，并且有效利用Al和Ti，通過固溶強(qiáng)化以及利用γ’相的析出強(qiáng)化而使蠕變斷裂強(qiáng)度得到提高。而且，日本特開2013-49902號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中公開了如下Ni基耐熱合金：對(duì)由提取殘?jiān)亩糠治銮蟪龅腃r的析出量進(jìn)行規(guī)定，使蠕變斷裂強(qiáng)度以及韌性得到提高。

然而，將這些奧氏體系耐熱合金或Ni基耐熱合金作為結(jié)構(gòu)物使用時(shí)，通常利用焊接來進(jìn)行安裝。此時(shí)，已知在焊接部容易產(chǎn)生主要由冶金因素導(dǎo)致的各種裂紋。

因此，國際公報(bào)第2011/071054號(hào)(專利文獻(xiàn)4)中提出了一種奧氏體系耐熱合金，其將Al、Ti和Nb以及P、Cr和B的含量規(guī)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，改善了焊接時(shí)的耐液化裂紋性。另外，日本特開2010-150593號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)5)中提出一種奧氏體系耐熱合金，其有效利用Mo和W來提高蠕變強(qiáng)度，并且規(guī)定雜質(zhì)元素以及Ti和Al的含量，改善了焊接時(shí)的耐液化裂紋和使用時(shí)的耐應(yīng)力松弛裂紋性。而且，日本特開2013-36086號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)6)中提出了一種Ni基耐熱合金，其通過含有Al和Ti，并有效利用γ’相來提高蠕變強(qiáng)度，并且根據(jù)晶體粒徑來調(diào)節(jié)Nd和O的含量，由此提高了高溫長時(shí)間使用后的蠕變延展性并且改善了修補(bǔ)焊接時(shí)的耐應(yīng)力松弛裂紋性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1 國際公開第2009/154161號(hào)

專利文獻(xiàn)2 國際公報(bào)第2010/038826號(hào)

專利文獻(xiàn)3 日本特開2013-49902號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4 國際公報(bào)第2011/071054號(hào)

專利文獻(xiàn)5 日本特開2010-150593號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6 日本特開2013-36086號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

將這些奧氏體系耐熱合金和Ni基耐熱合金應(yīng)用于主蒸汽管或再熱蒸汽管等厚壁構(gòu)件并利用焊接進(jìn)行安裝時(shí)，能夠確認(rèn)可以防止焊接時(shí)的液化裂紋以及使用時(shí)的應(yīng)力松弛裂紋。

然而，這些在高溫下使用的Ni基耐熱合金的結(jié)構(gòu)物由于伴隨經(jīng)年劣化的局部性損傷，有時(shí)需要焊接修補(bǔ)結(jié)構(gòu)物的一部分。而且，重新明確了：使用這些在高溫下使用過的Ni基耐熱合金進(jìn)行焊接時(shí)，有時(shí)在焊接熱影響部會(huì)產(chǎn)生裂紋。需要說明的是，對(duì)于專利文獻(xiàn)6中作為對(duì)象的焊接裂紋，是將修補(bǔ)焊接后的熱處理以及高溫使用中產(chǎn)生的裂紋作為對(duì)象，因此不能解決本發(fā)明的課題。

本發(fā)明是鑒于前述現(xiàn)狀作出的，其目的在于，提供使用作為火力發(fā)電用鍋爐的主蒸汽管或再熱蒸汽管等高溫構(gòu)件被長期使用過的Ni基耐熱合金來制造Ni基耐熱合金焊接接頭的方法及使用其得到的焊接接頭。

用于解決問題的方案

本發(fā)明人等為了解決前述課題，首先對(duì)焊接接頭的焊接熱影響部的裂紋產(chǎn)生現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，所述焊接接頭為使用了長時(shí)間暴露于高溫中的大量地含有Al和Ti的Ni基耐熱合金的焊接接頭。其結(jié)果，確認(rèn)了下述<1>～<3>。