[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎳基焊條及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811433389.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109454357B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紹輝;胡常華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B23K35/30
• 分類(lèi)號(hào): B23K35/30;B23K35/368;B23K35/40
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種鎳基焊條，包括焊芯及藥皮，焊芯的化學(xué)成分，按重量百分比計(jì)：C≤0.2%、Mn2?5%、Si0.6?1.8%、Cr10?20%、Al≤0.4%、Ti≤0.3%、W2?8%、S≤0.005%、P≤0.006%、余量為Ni；藥芯成分按其重量百分比計(jì)：大理石20?35%、螢石15?45%、石英8?18%、金紅石2?8%、鈦白粉1?5%、釩鐵2?6%、錳鐵2?6%、鎢鐵4?7%、鐵粉為余量，具有低成本、焊接接頭力學(xué)性能良好及焊縫成型良好的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊材，特別涉及一種鎳基焊條及其制備方法。

背景技術(shù)

目前我國(guó)LNG運(yùn)輸及儲(chǔ)罐項(xiàng)目工程中所使用的焊材主要為進(jìn)口的ENiCrMo-6焊條，不僅采購(gòu)周期長(zhǎng)，而且價(jià)格昂貴，質(zhì)量控制比較困難，并且存在因?yàn)檎巍⑼饨坏仍虮环怄i控制的問(wèn)題，對(duì)我國(guó)海洋油氣事業(yè)的發(fā)展不利。

本發(fā)明研制的焊條，在成功地批量化生產(chǎn)或者產(chǎn)業(yè)化后，可打破我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)市場(chǎng)被西方國(guó)家壟斷的窘境，預(yù)計(jì)可減少2/3的采購(gòu)成本，同時(shí)可大幅度降低產(chǎn)品售后服務(wù)的成本，提高服務(wù)效率，有效降低國(guó)內(nèi)LNG運(yùn)輸及儲(chǔ)罐項(xiàng)目建設(shè)成本過(guò)高的問(wèn)題，具有非常可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)業(yè)化前景。

因此積極開(kāi)展焊條的國(guó)產(chǎn)化研究工作，開(kāi)發(fā)用于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的焊條材料，將打破國(guó)外對(duì)我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)和焊接材料市場(chǎng)的壟斷局面，擺脫焊材過(guò)度依賴(lài)進(jìn)口的狀況，逐漸掌握最新的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)及其配套焊材的國(guó)產(chǎn)化。

鎳基耐蝕合金在焊接過(guò)程中的主要問(wèn)題是焊縫金屬的結(jié)晶裂紋、液化裂紋和近縫區(qū)的過(guò)熱組織長(zhǎng)大傾向，對(duì)沉淀強(qiáng)化的鎳基高溫合金，焊縫金屬除了存在結(jié)晶裂紋外，還可能產(chǎn)生液化裂紋、氣孔等問(wèn)題；為了更好地適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需求，所開(kāi)發(fā)的焊接材料應(yīng)以高效率、高質(zhì)量、低成本、降低操作要求，改善環(huán)境為主要目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)中鎳基焊條容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋、氣孔缺陷，本發(fā)明提供了一種低成本、焊接接頭力學(xué)性能良好及焊縫成型良好的鎳基焊條，發(fā)明內(nèi)容如下：

一種鎳基焊條，包括焊芯及藥皮，焊芯的化學(xué)成分，按重量百分比計(jì)：C≤0.2%、Mn2-5%、Si0.6-1.8%、Cr10-20%、Al≤0.4%、Ti≤0.3%、W2-8%、S≤0.005%、P≤0.006%、余量為Ni；藥芯成分按其重量百分比計(jì)：大理石20-35%、螢石15-45%、石英8-18%、金紅石2-8%、鈦白粉1-5%、釩鐵2-6%、錳鐵2-6%、鎢鐵4-7%、鐵粉為余量。

鎳強(qiáng)度和延展性都較優(yōu)秀，20℃時(shí)鎳的密度為8.9g/cm3，0℃~100℃時(shí)的熱導(dǎo)率為88.5w/（m*k），熔點(diǎn)1455℃，在活潑金屬中鎳處于中等程度，能耐鹽、堿、氟以及許多有機(jī)物質(zhì)的腐蝕；在高溫鎳基合金中，鎳基體容納大量的合金元素，從而形成穩(wěn)定相。

鉻在20℃時(shí)密度為7.199g/cm3，熔點(diǎn)1875℃，沸點(diǎn)在2660℃，是金屬中較難熔的類(lèi)型，鋼中的鉻能明顯改善自身的抗氧化性并增強(qiáng)抗蝕性，是廣泛應(yīng)用在特殊鋼中的添加元素；Ni基合金能耐高溫腐蝕性能的主要添加元素為Cr，通常添加量在10%-20%，鉻含量超過(guò)10%，會(huì)在材料表面形成連續(xù)致密的Cr2O3膜，其耐腐蝕性極佳；鎳的氧化物生成速度快于氧化鉻，在Cr2O3膜生成前，已經(jīng)產(chǎn)生了大量的Nio和NiCr204，這會(huì)導(dǎo)致氧化膜與合金界面的氧分壓降低，促進(jìn)了Cr2O3的連續(xù)氧化膜生成，它有低的陽(yáng)離子空位，能阻止金屬元素向外擴(kuò)散和O、N、S及其它有害元素向內(nèi)擴(kuò)散，以保護(hù)內(nèi)部材料；在鎳基合金中鉻元素起到固溶強(qiáng)化和抗高溫腐蝕的作用。

金屬鉬是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)常用的材料之一，其具有耐磨性好、熔點(diǎn)高、硬度高以及抗腐蝕、抗粘結(jié)和耐電弧侵蝕、耐熔融銅、鐵侵蝕等優(yōu)良性能，此外因材料具有低膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱率，所以其有著優(yōu)異抗熱沖擊性能的特點(diǎn)；Mo不但可以使合金的鈍化能力提高，而且還能使表面膜的性質(zhì)得到改善，提高材料的耐點(diǎn)蝕性能；所以Ni基合金中加進(jìn)Mo元素，可使合金材料的抗還原性介質(zhì)的能力得到顯著提高。