CN105583549A

CN105583549A - 一种核电20控铬钢专用焊条

Info

Publication number: CN105583549A
Application number: CN201610132654.9A
Authority: CN
Inventors: 徐亮
Original assignee: Suzhou Xinpu New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xinpu New Material Technology Co Ltd
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2036-03-09
Also published as: CN105583549B

Abstract

本发明属于焊接材料技术领域，具体公开了一种核电20控铬钢专用焊条。该焊条包括芯线和涂在芯线上的药皮，以质量分数表示，芯线组成成分及含量为：C≤0.09％、Si≤0.03％、Mn？0.35-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Ni≤0.30％、Cr？0.15-0.18％、Cu≤0.020％、Ti≤0.20％、Mg≤0.05％，余量为Fe；药皮组成成分及含量为：大理石20～55％、萤石10～30％、硅酸盐5～20％、高碳铬铁10～30％、钛白粉5～10％、纳米氮化铝1～3％、混合稀土2～4％、粘结剂1～5％。本发明通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，加入了稀土元素，从而得到更为理想的焊条，完全满足20控铬钢的焊接要求。

Description

一种核电20控铬钢专用焊条

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体公开了一种核电20控铬钢专用焊条。

背景技术

核电厂的输送管内介质流速高、流量大，会产生因输送蒸汽和水的流动速度较高而导致的“流体加速腐蚀(FAC)”现象，即碳钢管内表面在大量的、高速流动的汽水冲刷下，内壁具有保护功能的氧化膜脱落、变薄，使钢基体变差、年腐蚀率增加的现象。流体加速腐蚀现象严重时可能造成爆管事故，因此需要提高输送管的抗汽水冲蚀性能。

根据现有的研究资料，碳钢中FAC的腐蚀速率取决于介质温度、流速、pH值、电极电位、管材合金元素、热力学等因素，其中管材合金元素是可以通过选择钢种成分来解决的。经研究表明，在碳钢中增加Cr含量可以明显降低FAC的腐蚀速率。20控铬钢就是在此背景下开发的具有较高抗FAC性能的新钢种。

20控铬钢的抗FAC用途，要求与其匹配的焊接材料熔敷金属中也具有一定含量的Cr元素成分，以使焊缝金属中也具有一定含量的Cr，这样管道的焊缝金属部分也具有抗FAC能力。

专利ZL201310025106.2公开了一种核电20控铬钢专用焊条，该专用焊条熔敷金属的化学成分与核电20控铬钢比较接近，力学性能也优于现有的E5015焊条或与现有的E5015焊条相当，使用其完成的20控铬钢焊缝的抗FAC性能有显著提高。

发明内容

本发明的目的在于：开发一种更为理想的核电20控铬钢专用焊条，使得流体输送管道的焊缝部分不仅具有较好的抗汽水冲蚀性能，还具有较高的抗冲击韧性和抗疲劳性能。

为了实现本发明目的而采用的技术方案为：该焊条包括芯线和涂在芯线上的药皮，以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C≤0.09％、Si≤0.03％、Mn0.35-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Ni≤0.30％、Cr0.15-0.18％、Cu≤0.020％、Ti≤0.20％、Mg≤0.05％，余量为Fe；所述药皮组成成分及含量为：大理石20～55％、萤石10～30％、硅酸盐5～20％、高碳铬铁10～30％、钛白粉5～10％、纳米氮化铝1～3％、混合稀土2～4％、粘结剂1～5％。

优选的，以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C0.075％、Si0.02％、Mn0.42％、P0.003％、S0.003％、Ni0.26％、Cr0.17％、Cu0.012％、Ti0.20％、Mg0.05％，余量为Fe；所述药皮组成成分及含量为：大理石35％、萤石20％、硅酸盐15％、高碳铬铁14％、钛白粉8％、纳米氮化铝2％、混合稀土3％、粘结剂3％。

更优选的，所述的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60％，C为6～10％，Si≤3％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量为Fe。

进一步优选的，所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇10～30％、氧化铈40～60％、氧化镧25～40％。

所述的粘结剂，按质量分数计，羧甲基纤维素钠5～15％、水玻璃20～40％、硬脂酸钠10～20％、凹凸棒土30～55％。

本发明的技术优点在于：1)本发明选用的纳米氮化铝，能够起到细化晶粒的作用，提高了焊接金属的高温硬度和金相组织稳定性。2)本发明添加的微量稀土元素，提高了焊接处的抗裂性和耐冲击韧性。3)本发明选用的粘结剂具有较好的耐高低温性，芯粉在焊接过程中不易滑落，且能加快芯粉的熔化速度，有效保障焊接施工的正常进行。4)本发明在现有专利技术的基础上，通过合理的配方设计，优化了焊条芯线的含铬量，控制杂质元素添加少量稀土元素，从而得到更为理想的焊条，完全满足20控铬钢的焊接要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步地描述。

实施例1

芯线组成成分及含量为：以质量分数表示，C0.09％、Si0.03％、Mn0.35％、P0.005％、S0.005％、Ni0.30％、Cr0.165％、Cu0.020％、Ti0.20％、Mg0.05％，余量为Fe；药皮组成成分及含量为：大理石35％、萤石20％、硅酸盐15％、高碳铬铁14％、钛白粉8％、纳米氮化铝2％、混合稀土3％、粘结剂3％。

其中，混合稀土的配比为：按质量分数计，氧化钇15％、氧化铈60％、氧化镧25％。粘结剂的配比为：按质量分数计，羧甲基纤维素钠15％、水玻璃20％、硬脂酸钠10％、凹凸棒土55％。

实施例2

芯线组成成分及含量为：以质量分数表示，C0.06％、Si0.03％、Mn0.41％、P0.005％、S0.005％、Ni0.2％、Cr0.18％、Cu0.020％、Ti0.16％、Mg0.04％，余量为Fe；药皮组成成分及含量为：大理石55％、萤石10％、硅酸盐5％、高碳铬铁10％、钛白粉10％、纳米氮化铝3％、混合稀土2％、粘结剂5％。

其中，混合稀土的配比为：按质量分数计，氧化钇10％、氧化铈50％、氧化镧40％。粘结剂的配比为：按质量分数计，羧甲基纤维素钠10％、水玻璃40％、硬脂酸钠20％、凹凸棒土30％。

实施例3

所述芯线组成成分及含量为：以质量分数表示，C0.075％、Si0.02％、Mn0.42％、P0.003％、S0.003％、Ni0.26％、Cr0.15％、Cu0.012％、Ti0.20％、Mg0.05％，余量为Fe；所述药皮组成成分及含量为：大理石20％、萤石19％、硅酸盐20％、高碳铬铁30％、钛白粉5％、纳米氮化铝1％、混合稀土4％、粘结剂1％。

其中，混合稀土的配比为：按质量分数计，氧化钇30％、氧化铈40％、氧化镧30％。粘结剂的配比为：按质量分数计，羧甲基纤维素钠5％、水玻璃30％、硬脂酸钠15％、凹凸棒土50％。

在实施例1-3中，所述的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60％，C为6～10％，Si≤3％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量为Fe。

表1为实施例1-3焊条熔敷金属的力学性能。

Claims

1.一种核电20控铬钢专用焊条，其特征在于：该焊条包括芯线和涂在芯线上的药皮，以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C≤0.09％、Si≤0.03％、Mn0.35-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Ni≤0.30％、Cr0.15-0.18％、Cu≤0.020％、Ti≤0.20％、Mg≤0.05％，余量为Fe；所述药皮组成成分及含量为：大理石20～55％、萤石10～30％、硅酸盐5～20％、高碳铬铁10～30％、钛白粉5～10％、纳米氮化铝1～3％、混合稀土2～4％、粘结剂1～5％。

2.根据权利要求1所述的一种核电20控铬钢专用焊条，其特征在于：其典型值以质量分数表示，所述芯线组成成分及含量为：C0.075％、Si0.02％、Mn0.42％、P0.003％、S0.003％、Ni0.26％、Cr0.17％、Cu0.012％、Ti0.20％、Mg0.05％，余量为Fe；所述药皮组成成分及含量为：大理石35％、萤石20％、硅酸盐15％、高碳铬铁14％、钛白粉8％、纳米氮化铝2％、混合稀土3％、粘结剂3％。

3.根据权利要求1或2所述的一种核电20控铬钢专用焊条，其特征在于：所述的高碳铬铁的成分以质量比计Cr不小于60％，C为6～10％，Si≤3％，S≤0.01％，P≤0.01％，余量为Fe。

4.根据权利要求1或2所述的一种核电20控铬钢专用焊条，其特征在于：所述混合稀土为：按质量分数计，氧化钇10～30％、氧化铈40～60％、氧化镧25～40％。

5.根据权利要求1或2所述的一种核电20控铬钢专用焊条，其特征在于：所述的粘结剂，按质量分数计，羧甲基纤维素钠5～15％、水玻璃20～40％、硬脂酸钠10～20％、凹凸棒土30～55％。