CN112935623B - 一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型Ni‑Cr‑Co‑Mo型高温镍基焊丝，其包括如下质量分数的组分，C 0.05‑0.15％、Mn 0.7‑1.0％；Fe 1.5‑3.0％、Co 10.0‑15.0％、0.3％≤Al+Ti≤1.0％、Cr 20.0‑24.0％、Nb 1.0‑3.0％、Mo 8.0‑10.0％，余量为Ni以及不可避免杂质，各组分的质量分数之和为100％。本发明所述的高温镍基丝的设计可以优化现有焊丝的工艺性能，且可在高温下环境下进行使用。

Description

一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝
技术领域
本发明属于焊丝技术领域，尤其是涉及一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝。
背景技术
随着航空航天和发电技术的发展，对高温高压下运行材料的蠕变、疲劳和腐蚀性等性能提出了更高的要求，要求其必须具有良好的热强性能、组织稳定性能和优异的抗氧化性能。因此性能优异的高温合金应用是我国航空航天及电力行业工业发展的一种必然趋势及技术关键。
欧洲、美国和日本都在积极研发，目前已有实际性进展。我国也在大力研发此项技术，并先后在2010年、2012年和2018年设立了专项。其组织结构安全可靠及材料的蠕变性能、焊接性能、抗氧化和腐蚀性能、抗疲劳性能以及组织结构的稳定性等都提出了更苛刻的要求。
国外研发的高温镍基合金价格高，制备难度较大。基于此情况，本发明了一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝，优化工艺性能，解决焊丝制备，满足焊接工艺及性能要求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝，采用该焊丝能够满足航空、燃烧器、录用燃气涡轮等的焊接要求，而且焊道成型美观、工艺性能良好、高温下焊缝力学性能优良，且有较好的耐蚀性能，可以保证焊接质量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝，其包括如下质量分数的组分，C0.05-0.15％、Mn：0.7-1.0；Fe：1.5-3.0、Co 10.0-15.0％、0.3≤Al+Ti≤1.0％、Cr 20.0-24.0％、Nb 1.0-3.0％、Mo 8.0-10.0％,余量为Ni以及不可避免杂质，各组分的质量分数之和为100％。
优选的，其包括如下质量分数的组分，C 0.06-0.08％、0.8％≤Mn≤0.95％、1.7％≤Fe≤1.9％、Co 13.0-14.0％、0.35％≤Al+Ti≤0.45％、Cr 22.0-24.0％、Nb 1.5-1.8％、Mo 9.0-10.0％,余量为Ni,各组分的质量分数之和为100％。
优选的，镍基焊丝的直径为1.2mm±0.04mm。
本发明同时公开一种使用如上所述的新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝进行焊接的方法，电流极性DCEP，焊接电流180-240A，焊接电压22-26V，保护气体Ar/Ar+O2。
本发明也提供如上所述的镍基焊丝在航空、燃烧器或燃气涡轮的焊接中的应用。
优选的，焊后可在环境温度700℃条件下进行使用。
本发明的配方分析：
Nb元素是主要的稳定元素，因Nb元素的相对原子半径较大，不易产生电离分解，其产生的Ni3Nb为析出物，会产生析出强化的作用。对组织性能有好处。Nb元素可以细化组织，对焊缝金属起到强化的作用，提高焊缝的力学性能。
Co元素是主要的强化元素，其余Mo、Ni元素可以与Fe元素结合形成固溶体结构。在高温情况下能够显著调高合金的热强性、高温硬度及抗氧化能力。
Cr元素可以提高钢的耐磨性以及钢的抗氧化能力，是高温合金的主要元素。针对高温的工作环境，Cr可以促使钢的表面形成一层钝化膜，显著提高钢的耐蚀性能，使材料的服役时间变长。
Ni元素是奥氏体化元素，奥氏体在高温情况下属稳定化组织，Ni元素可以有效的提高整体的低温韧性，其可进行固溶强化保证高温合金的焊后强度。
Mo元素对铁素体有固溶强化作用，同时也提高碳化物的稳定性，从而提高焊缝的强度，对焊缝金属韧性有利。Mo元素含量高于一定比例时，可以提高焊缝金属的耐高温性能。且其可提高焊缝的耐蚀性能。
Ti元素作为组织细化元素，可有效的提高焊缝金属的强度，细化焊缝组织。且Ti元素与C元素的结合力较Cr强，可防止晶界贫Cr，可防止晶间腐蚀的发生。但一旦加入过量，会使生产的碳化物，氮化物在焊缝中已夹杂物的形式存在，影响焊缝工艺性能及力学性能。
Al元素是脱氧元素之一，可生成较微小的晶粒颗粒，防止焊缝在高温时出现晶粒长大的情况。且适量Al元素的加入，可提高焊缝的热稳定性。一旦加入过量，会使焊缝的硬度、强度降低，过多的Al元素会降低铁水整体的导电能力，导致焊缝工艺成型变差。
Ti+Al元素加入，可改善焊缝性能，但当加入过量的Ti和Al时，会使工艺性能变差，本发明通过减少Al、Ti元素，而添加Nb元素来改善此情况，既改善工艺性能有不降低力学性能，且可在高温环境中使用。
因焊丝本身属于镍基焊丝一种，且含有耐腐蚀元素，如Cr、Al、Ni、Cu等，具有一定的耐腐蚀性能。
相对于现有技术，本发明所述的新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝，具有以下优势：
本发明的一种工艺性良好Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基丝的设计可以优化现有焊丝的工艺性能，且可在高温下环境下进行使用。因焊丝本身属于镍基焊丝一种，且含有耐高温元素，如Cr、Co、Mo等，可在700℃高温环境下，进行使用。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例
本焊丝采用先进自动化的焊丝生产设备进行焊丝的生产，焊丝性能及成分参考GB/T15620。
(1)焊丝中各种原材料重量百分比如下表：(％)
元素 C Mn Fe Ni Ti+Al Co Mo Nb Cr
1# 0.06 0.91 1.78 48 0.41 13.1 9.5 1.5 23.5
2# 0.08 0.87 1.86 51 0.39 13.2 9.2 1.4 21.4
3# 0.07 0.85 1.85 50 0.38 13.1 9.0 1.7 23.0
余量为其他杂质元素。
(2)焊缝力学性能：
焊接条件：
电流极性 焊丝线径 焊接电流 焊接电压 保护气体 焊接位置
DCEP 1.2mm 180-240A 22-26V Ar/Ar+O2 PA
通过上述焊接试验，验证本发明综合性能，得到如下结果：
(1)本发明焊丝铁水流动性良好、焊道成型美观，具有非常优良的工艺性。
(2)本发明焊丝，焊缝综合性能良好。
结论：本发明一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基丝，铁水流动性良好、焊道成型美观，具有非常优良的工艺性，可以保证焊接质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝，其特征在于：其由如下质量分数的组分组成，C 0.06-0.08%、0.8%≤Mn≤0.95%、1.7%≤Fe≤1.9%、Co 13.0-14.0%、0.35%≤Al+Ti≤0.45%、Cr 22.0-24.0%、Nb 1.5-1.8%、Mo 9.0-10.0%，余量为Ni以及不可避免杂质，各组分的质量分数之和为100%。
2.根据权利要求1所述的新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝，其特征在于：镍基焊丝的直径为1.2mm±0.04mm。
3.一种使用如权利要求1~2任一项所述的新型Ni-Cr-Co-Mo型高温镍基焊丝进行焊接的方法，其特征在于：电流极性DCEP，焊接电流180-240A，焊接电压22-26V，保护气体Ar/Ar+O2。
4.根据权利要求1~2任一项所述的镍基焊丝在航空、燃烧器或燃气涡轮的焊接中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，焊后可在环境温度700℃条件下进行使用。
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3024137A (en) * 1960-03-17 1962-03-06 Int Nickel Co All-position nickel-chromium alloy welding electrode
US6242113B1 (en) * 1999-06-10 2001-06-05 Inco Alloys International, Inc. Welding alloy and articles for use in welding, weldments and methods for producing weldments
EP2242865A1 (en) * 2007-12-17 2010-10-27 ExxonMobil Research and Engineering Company High strength nickel alloy welds through precipitation hardening
JP6197885B2 (ja) * 2014-01-27 2017-09-20 新日鐵住金株式会社 Ｎｉ基耐熱合金用溶接材料ならびにそれを用いてなる溶接金属および溶接継手
CN105312793B (zh) * 2014-07-29 2017-05-03 中国科学院金属研究所 一种700℃超超临界火电高温部件用Fe‑Ni基高温合金焊丝及其应用
CN105014258A (zh) * 2015-06-26 2015-11-04 北京北冶功能材料有限公司 700℃以上超超临界煤发电设备用镍基高温合金焊丝
CN106077997B (zh) * 2016-07-15 2018-02-09 中国科学院上海应用物理研究所 一种用于抗熔盐腐蚀镍基高温合金熔化焊的焊料
CN111438463B (zh) * 2020-03-14 2022-04-01 昆山京群焊材科技有限公司 一种镍基合金用免充氩打底焊条
CN111702278B (zh) * 2020-05-13 2021-10-22 中国科学院金属研究所 Ti2AlNb基合金同材或异材钎焊中温Ti基钎料及其制备方法和钎焊工艺

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