CN101513698B - 耐蚀钛钽合金专用焊丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐蚀钛钽合金专用焊丝，由以下质量百分比的原料组成：钽3.0～7.0％，余量为钛及不可避免的杂质，杂质中：铁≤0.10％，硅≤0.10％，碳≤0.10％，氮≤0.04％，氢≤0.006％，氧≤0.18％。本发明焊丝用于耐蚀钛钽合金的焊接后得到的焊接结构具有良好的综合性能，主要包括力学性能和耐腐蚀性能，其中得到的熔敷金属性能应满足以下要求：抗拉强度Rm≥350MPa，屈服强度Rp0.2≥250Mpa，延伸率A≥25％，面缩率Z≥40％，冲击韧性Aku≥48J；本发明焊丝所得熔敷金属具有良好的耐介质腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，特别是涉及一种耐蚀钛钽合金专用焊丝。
背景技术
焊接结构的综合性能是设备安全可靠性的决定因素之一。而焊接结构的安全可靠性又决定于焊接方式、焊丝成分、焊接工艺等因素。因此，对特定成分的金属材料须要用特定成分的焊丝来进行母材的连接，从而形成安全可靠的焊接结构，钛及钛合金常用的焊接方式是钨极惰性气体保护焊，惰性气体选用氩气。耐蚀钛钽合金主要用于核动力堆原件后处理工厂中的关键设备，比如：元件溶解器，LAW强效蒸发器等。由于涉及军事用途，信息保密，相关资料很少，针对耐蚀钛钽合金所涉及的专用焊丝，目前国内未见相关专利报道。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种耐蚀钛钽合金专用焊丝，该焊丝用于耐蚀钛钽合金的焊接后得到的焊接结构具有良好的综合性能，主要包括力学性能和耐腐蚀性能，其中得到的熔敷金属性能应满足以下要求：抗拉强度Rm≥350Mpa，屈服强度Rp0.2≥250Mpa，延伸率A≥25％，面缩率Z≥40％，冲击韧性Aku≥48J。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐蚀钛钽合金专用焊丝，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：钽3.0～7.0％，余量为钛及不可避免的杂质，杂质中：铁≤0.10％，硅≤0.10％，碳≤0.10％，氮≤0.04％，氢≤0.006％，氧≤0.18％；
焊丝的制备方法是：
(1)钽以纯金属钽的形式添加，钛以海绵钛的形式添加，纯金属钽和海绵钛混合均匀后压制成电极；
(2)电极焊接后在真空自耗电弧炉中熔炼成铸锭，预熔真空度应达到10-2Pa级，熔炼次数≥2；
(3)将铸锭去缩孔、锭底和车表皮后，进行开坯锻造，锻造温度为1000～1100℃±10℃；
(4)将开坯后的铸锭自由锻造为棒材，自由锻造的温度为880～920℃±10℃；
(5)将锻造后的棒材进行热轧制，轧制温度为800～850℃±10℃；
(6)将轧制后的棒材进行热拉拔并进行退火处理，拉拔温度为700℃±10℃。
所述焊丝规格为φ0.5～φ7.0mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1.本发明焊丝用于耐蚀钛钽合金的焊接后得到的焊接结构具有良好的综合性能，主要包括力学性能和耐腐蚀性能，其中得到的熔敷金属性能应满足以下要求：抗拉强度Rm≥350Mpa，屈服强度Rp0.2≥250Mpa，延伸率A≥25％，面缩率Z≥40％，冲击韧性Aku≥48J。2.本发明焊丝所得熔敷金属具有良好的耐介质腐蚀性能，在沸腾8molHON3及沸腾6molHON3+0.6gRu3++7gCr6++300Gu/±溶液中腐蚀速率小于0.1mm/y。
下面通过实施例，对本发明做进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明耐蚀钛钽合金专用焊丝，由以下质量百分比的原料组成：钽3.0～7.0％，余量为钛及不可避免的杂质，杂质中：铁≤0.10％，硅≤0.10％，碳≤0.10％，氮≤0.04％，氢≤0.006％，氧≤0.18％；
焊丝的制备方法是：
(1)钽以纯金属钽的形式添加，钛以海绵钛的形式添加，纯金属钽和海绵钛混合均匀后压制成电极；
(2)电极焊接后在真空自耗电弧炉中熔炼成铸锭，预熔真空度应达到10-2Pa级，熔炼次数≥2；
(3)将铸锭去缩孔、锭底和车表皮后，进行开坯锻造，锻造温度为1000～1100℃±10℃；
(4)将开坯后的铸锭自由锻造为棒材，自由锻造的温度为880～920℃±10℃；
(5)将锻造后的棒材进行热轧制，轧制温度为800～850℃±10℃；
(6)将轧制后的棒材进行热拉拔并进行退火处理，拉拔温度为700℃±10℃。
实施例1
耐蚀钛钽合金专用焊丝，按化学成分配比(质量百分比)为：主元素，钽：4.0％，余量为钛，杂质含量要求，铁≤0.10，硅≤0.10，碳≤0.10，氮≤0.04，氢≤0.006，氧≤0.18。
焊丝的制备方法：
(1)合金元素钽以纯金属的形式加入，钛以低氧海绵钛的形式加入，二者混合均匀压制成电极。
(2)电极连接采用钨极氩气保护焊接。
(3)电极采用真空自耗电弧炉熔炼，熔炼次数≥2，预熔真空度应达到10-2Pa级。
(4)将铸锭探伤并切除缩孔、锭底，车表皮后，进行开坯锻造，锻造温度为1000～1100℃±10℃。
(5)将开坯锻造后的坯料，自由锻为棒材坯料，自由锻造温度为880～920℃±10℃。
(6)将轧制坯料轧制为6mm～8mm丝坯，轧制温度为800～850℃±10℃。
(7)丝坯拉拔并进行退火处理，拉拔温度为700℃±10℃，退火制度700℃±10℃，直到拉拔到目标尺寸，最后定尺或盘圆。
(8)另外，将焊料的热轧冷轧板材剪切为尺寸规格为0.5mm～5mm×0.5mm～5mm×L的焊条。
使用焊丝或焊条之前应进行真空除氢处理。将焊丝或焊条酸洗烘干后，放入真空炉内除氢。酸洗溶液及配比为：氢氟酸+硝酸+水＝1∶3∶10。真空除氢的制度为600～800℃±10℃，1～3小时，炉冷，真空度应达到10-2Pa级。
Ti-4Ta合金熔敷金属力学性能和耐蚀性能
实施例2
耐蚀钛钽合金专用焊丝，按化学成分配比(质量百分比)为：主元素，钽：7.0％，余量为钛，杂质含量要求：铁≤0.20，硅≤0.10，碳≤0.05，氮≤0.04，氢≤0.006，氧≤0.15。
焊丝的制备方法：
(1)合金元素钽以纯金属的形式加入，钛以低氧海绵钛的形式加入，二者混合均匀压制成电极。
(2)电极连接采用钨极氩气保护焊接。
(3)电极采用真空自耗电弧炉熔炼，熔炼次数≥2次，预熔真空度应达到10-2Pa级。
(4)将铸锭探伤并切除缩孔、锭底，车表皮后，进行开坯锻造，锻造温度为1000～1100℃±10℃。
(5)将开坯锻造后的坯料，自由锻为棒材坯料，自由锻造温度为880～920℃±10℃。
(6)将轧制坯料轧制为6mm-8mm丝坯，轧制温度为800～850℃±10℃。
(7)丝坯拉拔并进行退火处理，拉拔温度为700℃±10℃，退火制度700℃±10℃，直到拉拔到目标尺寸，最后定尺或盘圆。
(8)另外，将焊料的热轧冷轧板材剪切为尺寸规格为0.5mm～5mm×0.5mm～5mm×L的焊条。
使用焊丝或焊条之前应进行真空除氢处理。将焊丝或焊条酸洗烘干后，放入真空炉内除氢。酸洗溶液及配比为：氢氟酸+硝酸+水＝1∶3∶10。真空除氢的制度为600～800℃±10℃，1～3小时，炉冷，真空度应达到10-2Pa级。
Ti-7Ta合金熔敷金属力学性能和耐蚀性能
Claims (2)
1.一种耐蚀钛钽合金专用焊丝，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：钽3.0～7.0％，余量为钛及不可避免的杂质，杂质中：铁≤0.10％，硅≤0.10％，碳≤0.10％，氮≤0.04％，氢≤0.006％，氧≤0.18％；
焊丝的制备方法是：
(1)钽以纯金属钽的形式添加，钛以海绵钛的形式添加，纯金属钽和海绵钛混合均匀后压制成电极；
(2)电极焊接后在真空自耗电弧炉中熔炼成铸锭，预熔真空度应达到10-2Pa级，熔炼次数≥2；
(3)将铸锭去缩孔、锭底和车表皮后，进行开坯锻造，锻造温度为1000～1100℃±10℃；
(4)将开坯后的铸锭自由锻造为棒材，自由锻造的温度为880～920℃±10℃；
(5)将锻造后的棒材进行热轧制，轧制温度为800～850℃±10℃；
(6)将轧制后的棒材进行热拉拔并进行退火处理，拉拔温度为700℃±10℃。
2.根据权利要求1所述的耐蚀钛钽合金专用焊丝，其特征在于所述焊丝规格为φ0.5～φ7.0mm。
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