[發(fā)明專利]一種鎳鈷基高溫合金焊絲

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011334594.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112518172A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹宏飛;袁勇;魯金濤;黨瑩櫻;楊珍;谷月峰;嚴(yán)靖博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國華能集團(tuán)有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，具體為一種用于800℃級超超臨界電站高溫部件焊接的沉淀強(qiáng)化型鎳鈷基高溫合金焊絲，其主要特征在于焊絲中1.5≤Ti/Al≤2，C/Nb≥0.03；焊絲在800℃的屈服強(qiáng)度不小于600MPa。該合金的組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)％)為：Co 25?30％，Cr 20?23％，Al 1.4?1.8％，Ti 2.1?3.6％，Nb 1.5?2.0％，Mo 0.5?1.0％，Si≤0.1％，Mn≤0.3，Cu≤0.01，C≤0.04％，B≤0.003％，不含稀土元素，其余為Ni。本發(fā)明焊絲的熔敷金屬基體是無序面心結(jié)構(gòu)的奧氏體(γ)相，沉淀強(qiáng)化相為Ni₃(Al,Ti)γ′相和一次碳化物NbC，晶間分布著碳化物相。本發(fā)明填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的空白，具有優(yōu)異的高溫性能，可廣泛用于750～800℃超超臨界水蒸汽條件下高溫合金部件的同種和異種焊，亦可代替現(xiàn)有鎳基/鎳鈷基高溫合金焊絲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，具體涉及一種Ni-Cr-Co系沉淀強(qiáng)化的鎳鈷基高溫合金焊絲。

背景技術(shù)

隨著750℃以上等級超超臨界發(fā)電技術(shù)的推進(jìn)，促進(jìn)了高溫合金材料在這一領(lǐng)域的大量應(yīng)用，因此亟需匹配相應(yīng)的焊絲作為鎳基/鎳鈷基高溫合金同種焊和異種焊的填充材料。由于焊接接頭(焊縫)處是電站關(guān)鍵高溫部件的薄弱環(huán)節(jié)，故在焊接時通常選用比母材高一等級的焊接填充材料以保證焊接性能和質(zhì)量。高溫合金焊絲以其優(yōu)異的高溫綜合性能，廣泛應(yīng)用于電站耐熱鋼的焊接(包括異種焊)。目前，700℃級的超超臨界火電機(jī)組的候選材料(如HAYNES282，INCONEL 740H等)的焊接通常選用其同成分焊絲(如AWSERNiCrCoMo-2，ERNiCrCo-1等)作為焊接填充材料，這樣不但焊接接頭性能會降低，且無法實(shí)現(xiàn)異種焊。

目前，為滿足750℃等級超超臨界發(fā)電領(lǐng)域高溫合金的焊接需求，研發(fā)高性能的焊絲仍是一項(xiàng)十分艱巨的工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的高溫合金焊絲無法滿足750℃以上等級電站鍋爐的服役要求，提供了一種成分設(shè)計(jì)合理、高性能的鎳鈷基高溫合金焊絲。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種鎳鈷基高溫合金焊絲，該焊絲由以下成分按重量百分比制成：Co為25-30％，Cr為20-23％，Al為1.4-1.8％，Ti為2.1-3.6％，Nb為1.5-2.0％，Mo為0.5-1.0％，Si≤0.15％，Mn≤0.3，Cu≤0.01，C≤0.06％，B≤0.003％，不含稀土元素，其余為Ni。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該焊絲的成分中，1.5≤Ti/Al≤2，C/Nb≥0.03。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該焊絲形成的焊縫熔敷金屬為雙相結(jié)構(gòu)，基體是無序面心結(jié)構(gòu)的奧氏體γ，奧氏體中彌散分布著有序結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化相(Co,Ni)₃(Al,Ti)γ′。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，γ′相的體積分?jǐn)?shù)為25％，尺寸為20～30nm。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該焊絲在800℃的屈服強(qiáng)度不小于600MPa。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該焊絲用于鎳基/鎳鈷基高溫合金的同種和異種焊接，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，鎳基/鎳鈷基高溫合金中Cr≥20％，Ni≥50％。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該焊絲用于750℃以上等級超超臨界燃煤發(fā)電鍋爐高溫關(guān)鍵部件用高溫合金焊接的填充材料。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該焊絲的規(guī)格為Φ1.2～2.4mm的實(shí)心光焊絲，采用手工或自動填絲鎢極惰性氣體焊進(jìn)行焊接，且不進(jìn)行焊后熱處理。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)勢在于：