CN107322180A - 一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬20‑25份、金属镍55‑65份、金属钼7‑12份、金属铌2‑5份、金属钛0.1‑0.6份、金属铝0.1‑0.6份和稀土元素5‑10份。本发明制得的镍基丝材既解决了高温腐蚀条件下生物质锅炉表面防腐问题，又解决了锅炉中盐溶液离子的点腐蚀问题。该丝材中铌和钼的共同强化作用具有出色的抗点腐蚀和缝隙腐蚀能力，同时还具有优异的高温和超低温性能。

Description

一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及了一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材及其制备方法。
背景技术
生物质锅炉是以生物质能源做为燃料的锅炉，所用的燃料被螺旋给料机送入炉膛，由高温烟气和一次风的作用逐步预热，干燥、着火、燃烧，从而释放出巨大的热量，进行剧烈燃烧。此外烟气中含有大量腐蚀性气体，如二氧化硫等，这些烟气在经过烟道排出时，会对锅炉的“四管”以及锅炉的金属零部件造成腐蚀损害，造成管道的破裂，如不提早发现对管道进行维护会造成严重的安全事故。
防腐堆焊是指在一些普通的钢材上，如碳钢，不锈钢上面，堆焊上不锈钢，双相钢，镍合金等防腐性能比较好的金属，可减少工件的生产成本，缩短生产的时间，提高工件的机械性能。此外，由于生物质锅炉所焚烧的燃料分类不够完善，从而导致在苛刻的环境下，对防腐材料有着较高的要求，但目前使用的涂层材料普遍存在易脱落，耐腐蚀性差的缺点，管道材料要经常更换，导致锅炉的维护成本高的问题。
中国专利，申请公布号：CN 103924182 A,专利名称：一种含稀土镍基粉芯丝材、涂层的制备与应用，药芯成分质量百分比为：纯金属铬粉20-35％，镍硼粉10-31％，稀土0.1-0.3％，镍为余量；粉芯丝材外皮所用带材为80Ni-20Cr带；粉芯丝材填充率32％，本发明所述方法制备的一种含稀土的镍基涂层在高温环境下在Na2SO4/NaCl腐蚀介质中具有一定的耐蚀性，该介质可较好模拟废弃物资源化WTE垃圾焚烧炉中易腐蚀部件的工作环境。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，解决了高温腐蚀条件下生物质锅炉表面防腐问题。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬20-25份、金属镍55-65份、金属铌2-5份、金属钛0.1-0.6份、金属铝0.1-0.6份。
优选的，所述镍基丝材还包括金属钼7-12份。
优选的，所述镍基丝材还包括稀土元素5-10份。
优选的，所述稀土元素为镧或铈。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm或Φ1.2mm。
进一步的，所述S1的熔炼温度为1400-1500℃，熔炼时间为1-2h。
本发明制得的一种镍基丝材应用于生物质锅炉防腐堆焊。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：
本发明提出的一种镍基丝材，提高了铬和钼的含量，显著提高合金的抗腐蚀能力，对抗点蚀和缝隙腐蚀的能力尤其出色；还加入了特定配比的钛和铝，加强对合金钢的脱氧效果，降低合金钢中的杂质气体，使得金属表面颜色光亮、无渣；加入稀土元素可以增强其物理、化学性能，提高合金钢的后续加工锻造、轧钢塑性，提高焊接过程所产生熔敷金属的机械性能；本发明制得的镍基丝材，其拉伸强度为773-786MPa，延伸率为44.9-46.4％，冲击值为145-155J。
本发明提出的一种镍基丝材，既解决了高温腐蚀条件下生物质锅炉表面防腐问题，又解决了锅炉中盐溶液离子的点腐蚀问题，同时还具有优异的高温和超低温性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬20份、金属镍55份、金属钼7份、金属铌2份、金属钛0.1份、金属铝0.1份和镧5份。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，熔炼温度为1400℃，熔炼时间为1h，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm。
本实施例制得的镍基丝材的拉伸强度为783MPa，延伸率44.9％，冲击值145J。
实施例2
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬25份、金属镍65份、金属钼12份、金属铌5份、金属钛0.6份、金属铝0.6份和铈10份。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，熔炼温度为1500℃，熔炼时间为2h，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.2mm。
本实施例制得的镍基丝材的拉伸强度为773MPa，延伸率46.2％，冲击值151J。
实施例3
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬24份、金属镍63份、金属钼8份、金属铌3份、金属钛0.5份、金属铝0.3份和镧6份。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为1.5h，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm。
本实施例制得的镍基丝材的拉伸强度为769MPa，延伸率45.3％，冲击值147J。
实施例4
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬23份、金属镍60份、金属钼10份、金属铌4份、金属钛0.3份、金属铝0.4份和铈7份。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，熔炼温度为1420℃，熔炼时间为1h，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm。
本实施例制得的镍基丝材的拉伸强度为786MPa，延伸率46.4％，冲击值155J。
实施例5
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，包括按照重量份计的如下组份：金属铬21份、金属镍57份、金属钼11份、金属铌5份、金属钛0.2份、金属铝0.5份和镧9份。
一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，熔炼温度为1470℃，熔炼时间为2h，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.2mm。
本实施例制得的镍基丝材的拉伸强度为775MPa，延伸率45.7％，冲击值153J。
产品性能试验
1、耐盐雾试验，检测方法参照GB/T1771-1991；结果见表1。
2、抗高温燃气腐蚀性试验，检测方法参考GB/T18681-2002；结果见表2。
3、低温性能试验，将实施例1-5制得的镍基丝材分别喷涂于不锈钢表面，放入-30℃的低温箱中，18h后取出容器，放置在温度为23℃、相对湿度为5O％的环境中6h，如此反复3次后，观察喷涂丝材的表面是否有裂纹；结果见表3。
表1耐盐雾测试结果
组别 实施例1-5 对照组1 对照组2
结果 涂膜无变化 少量腐蚀斑痕 大量腐蚀斑痕
对照组1-2为常用管道涂层。
表2抗高温燃气腐蚀性测试结果
组别 实施例1-5 对照组1 对照组2
结果 涂膜完整无变化 少量起泡 大量起泡并脱皮
对照组1-2为常用管道涂层。
表3低温性能测试结果
组别 实施例1-5 对照组1 对照组2
结果 无裂纹 少量裂纹 大量裂纹
对照组1-2为常用管道涂层。
结果表明，本发明提出的一种镍基丝材与对照组相比具有良好的耐腐蚀性，同时还具有优异的高温和超低温性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，其特征在于，包括按照重量份计的如下组份：金属铬20-25份、金属镍55-65份、金属铌2-5份、金属钛0.1-0.6份、金属铝0.1-0.6份。
2.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，其特征在于，所述镍基丝材还包括金属钼7-12份。
3.根据权利要求1所述的一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，其特征在于，所述镍基丝材还包括稀土元素5-10份。
4.根据权利要求3所述的一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材，其特征在于，所述稀土元素为镧或铈。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：S1：将各组分混合后进行熔炼、锻压成型，然后进行粗拉至Φ5.0mm；S2：将S1制得的丝材进行热处理、碱煮酸洗；S3:精拉、光亮退火，所制得的丝材的最终丝材的规格为Φ1.0mm或Φ1.2mm。
6.根据权利要求5所述的一种生物质锅炉防腐堆焊用镍基丝材的制备方法，其特征在于，所述S1的熔炼温度为1400-1500℃，熔炼时间为1-2h。
7.根据权利要求5所制得的一种镍基丝材。
8.根据权利要求1-4、6-7任一项所制得的一种镍基丝材应用于生物质锅炉防腐堆焊。
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