[發明專利]一種超超臨界火電機組用馬氏體耐熱鋼焊條及其制備方法

有效

• 申請號: 202010600302.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111590239B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 周峙宏;王登峰;程浩;成雙
• 申請（專利權）人: 昆山京群焊材科技有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40;B23K35/365
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 何蔚

本發明公開了一種超超臨界火電機組用馬氏體耐熱鋼焊條及其制備方法，由焊芯和藥皮構成，采用新型CaCO₃?CaF₂?K₃AlF₆渣系，藥皮涂敷于焊芯外壁，所述藥皮占焊條總重量的重量系數為0.38～0.52。本發明焊條具有優異管道全位置焊接工藝性能，電弧強而穩定、焊縫浸潤角適中、脫渣優良且焊縫成型美觀。且焊后熔敷金屬除了與母材具有相近的高強度、高持久度外，還具有極低氫(擴散氫H＜2)和高韌性(常溫20℃下沖擊韌性KV2≥100J)的特性。

技術領域

本發明屬于焊接材料領域，特別涉及一種超超臨界火電機組用馬氏體耐熱鋼焊條及其制備方法。

背景技術

隨著近年來國民經濟的快速發展所帶來的對電力的大量需求，相關部門和企業迫切需要提高電站建設和運行的效率、降低成本同時兼顧環境保護。在這種條件下發展超超臨界鍋爐機組已成為電站建設的主導方向。而新型馬氏體耐熱鋼G115，在620～650℃溫度段具有優異的組織穩定性和持久強度，其持久強度是P92鋼的1.5倍，同時其抗高溫蒸汽氧化腐蝕性能優于P92鋼，優良的性能將被應用于超超臨界鍋爐高溫高壓部件等領域。故其相匹配焊接材料的研發顯得尤為重要。尤其是焊材需要和母材具有相同的高溫持久強度、抗高溫蠕變性能、以及良好的接頭韌性和抗裂性等，對研發工作提出更高要求。

我國自主研發的新型馬氏體耐熱鋼G115可用于大口徑鍋爐管制造，成為未來我國630℃和650℃超超臨界燃煤示范電站主蒸汽管道的首選材料。

眾所周知，高的強度和硬度是馬氏體鋼最顯著的機械特性，但馬氏體組織相對于鐵素體和奧氏體，其塑性和韌性相對較差，且因其具有相對較高的C含量而焊接性相對較差，且對氫致裂紋較為敏感。新型馬氏體耐熱鋼G115用于大口徑鍋爐管，焊接接頭強度、塑性、韌性與母材的匹配是限制超超臨界火電機組的使用壽命和質量的瓶頸所在，因此開發同時具有高強度、高蠕變性且具有與母材相當甚至有富于韌性的配套焊材是目前G115鋼火電機組推廣亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種超超臨界火電機組用馬氏體耐熱鋼焊條，采用新型CaCO₃-CaF₂-K₃AlF₆渣系，具有優異的管道全位置焊接工藝性能，電弧強而穩定、焊縫浸潤角適中、脫渣優良且焊縫成型美觀。且焊后熔敷金屬除了與母材具有相近的高強度、高持久度外，還具有極低氫(擴散氫H＜2)和高韌性的特性。

本發明的技術方案是：一種超超臨界火電機組用馬氏體耐熱鋼焊條，由焊芯和藥皮構成，藥皮涂敷于焊芯外壁，所述焊芯采用G115同質焊芯，所述藥皮占焊條總重量系數的0.38～0.52；

(a)以焊芯總重量為基準，按重量百分比計，所述焊芯的組分如下：C：0.08～0.10％；Si：0.25～0.45％；Mn：0.45～0.65％；P：≤0.005％；S：≤0.003％；Ni：0.30～0.62％；Cr：8.0～9.5％；Co：2.7～3.2％；W：Co：2.7～3.2％；V：0.15～0.25％；Nb：0.02～0.04％；N：≤0.01％；B：0.008～0.012％；Fe：余量。

(b)藥皮采用新型CaCO₃-CaF₂-K₃AlF₆渣系，以焊藥總重量為基準，按重量百分比計，所述藥皮的組分如下：大理石：12～22；碳酸鋇：4～16％；氟化鈣：6～18％；氟化鑭：3～15％；鉀冰晶石：8～20％；金紅石：3～8％；鈦白粉：1～2.5％；金屬錳：2.5～4％；硅鐵：2～5％；鈦鐵：2～4％；藻酸鹽：0.5～1.5％；鐵粉余量。