CN113319467A - 一种核电用镍基合金焊带 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核电用镍基合金焊带,涉及焊接材料技术领域。本发明提供的核电用镍基合金焊带,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.01~0.03%,Si≤0.30%,Mn:0.10~1.00%,Cr:29.0~31.0%,Fe:3~9%,Nb:2.0~3.0%,Ta≤1.0%,Ti≤1.0%,Al≤0.5%,Mo:3.0~4.0%,余量为Ni;所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比≤1.2%。本发明通过增加焊带Mo、Nb、Ta含量,解决高温强度和抗高温失塑裂纹能力不足的问题;再通过控制Laves相数量,防止结晶裂纹,使用该焊带得到的带极堆焊金属具有较高的高温强度。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域,具体涉及一种核电用镍基合金焊带。
背景技术
镍基合金裂纹敏感性高,容易产生焊接裂纹,特别是结晶裂纹及高温失塑裂纹。防止裂纹一直是三代核电装备制造用镍基合金焊接材料研制关注的重点问题,也是技术难点。结晶裂纹产生在焊缝冷却过程中的液固共存阶段,此时大部分液体已经转化为固体,但晶界仍然存在少量液态的低熔点共晶物。随着温度的继续降低,如果这些液态的共晶物不能及时凝固,而是以液膜的形式存在,在足够大的拉应力作用下,这些液膜将被拉开,形成结晶裂纹。
CAP系列压水堆核电站是我国自主设计的三代核电机组,对690合金带极堆焊材料的性能提出了新的要求,现有的690合金焊接材料高温强度不足,增加了设备制造工艺的难度和复杂性。
国内外核电装备制造使用的690合金焊带为ASME SFA-5.14 EQNiCrFe-7A焊带,其化学成分(wt%)要求是:C≤0.04,Mn≤1.0,Fe:7.0-11.0,P≤0.02,S≤0.015,Si≤0.50,Cu≤0.30,Co≤0.12,Al≤1.1,Ti≤1.0,Cr:28.0-31.5,Nb+Ta:0.5-1.0,Mo≤0.50,Al+Ti≤1.5,B≤0.005,Zr≤0.02,其它≤0.50。该焊带主要有两个特点,其一,通过添加一定数量的Nb,增加了晶界析出物的数量,提高了抗高温失塑裂纹能力;其二,添加一定数量的B、Zr改善晶界强度,进而提高抗高温失塑裂纹能力。我国自主研制的三代核电装备对镍基合金焊接技术提出了更高的要求,其特点是核电主设备的结构厚度增大,焊接接头拘束增加,产生焊接裂纹的几率提高。在高拘束条件下,使用EQNiCrFe-7A焊带进行堆焊存在抗裂纹能力不足的问题,增加了装备制造的难度,质量稳定性存在隐患。
中国专利CN101144130A提出了一种焊接合金和对应的焊接材料,焊接合金的化学成分(wt%)范围为:Cr:28.5-31.0,Fe:7.0-10.5,Mn<1.0,Nb+Ta:2.1-4.0,Mo:3.0-5.0,Si<0.50,Ti:0.01-0.35,Al≤0.25,Cu<0.20,W<1.0,Co<0.12,Zr<0.10,S<0.01,B<0.01,C<0.03,P<0.02,Mg+Ca:0.002-0.015,余量Ni和附带的杂质;焊接材料包括焊带、焊带、焊棒、焊条、预合金粉末或元素粉末。这项专利的目的是解决UNS N06054合金制造的堆焊用焊接材料“在不利的焊缝形状和非常高的热输入下,发现的偶见高温失塑裂纹”问题。这项专利通过大幅提高Nb+Ta含量,添加较多数量的Mo,提高晶界强度、增加析出物数量,形成弯曲晶界,进一步提高了焊缝抗高温失塑裂纹的能力。专利提供的STF试验结果说明了实施例对防止高温失塑裂纹的有效性。但是,STF试验只能说明材料的高温失塑裂纹敏感性,不能说明材料的结晶裂纹敏感性。该专利既没有说明权利要求的焊接材料的结晶裂纹敏感性大小,也没有公开实施例焊缝的制作过程。由于这项专利大幅提高了Laves相形成元素的含量(和现有技术相比,主要增加了Mo、Nb+Ta),增加了结晶裂纹敏感性,没有真正解决核电工程用镍基合金焊接裂纹问题。
中国专利CN103418930A提出了一种镍基合金焊接金属、焊带和焊接方法,其焊带的化学成分(wt%)范围为:Cr:28.5-32.0,Fe:7.0-11.0,Nb+Ta:1.5-2.5,C:0.015-0.040,Mn:0.5~4.0,N:0.005~0.080,0<Si≤0.40,Al≤0.50,Ti≤0.50,Mo≤0.50,Cu≤0.50,B<0.0005,Zr<0.0005,Co≤0.10,P≤0.015,S≤0.015,余量为Ni和不可避免的杂质。该专利通过提高Nb+Ta的含量,提高了抗裂纹能力,但存在两点不足。第一,采用堆焊试验评价抗裂性,堆焊层厚度为5层。而堆焊层厚度对带极堆焊裂纹有直接影响,核电工程现用的EQNiCrFe-7A焊带,在堆焊6层(厚度约20mm)以下时,很少出现裂纹;堆焊7~8层(厚度25~30mm)时,时常发现裂纹。该试验方法堆焊层为5层,不能说明堆焊层超过8层以上时的抗裂性情况。第二,国内三代核电镍基合金带极堆焊的拉伸性能要求为:堆焊金属焊态350℃抗拉强度Rm≥485MPa。该专利的拉伸性能为:堆焊金属经607℃×48h热处理后,室温抗拉强度Rm≥590MPa,难以保证实施例的焊态350℃抗拉强度满足技术要求。
在焊接过程中,焊缝成分和焊接过程(主要是焊接冷却过程)决定了焊缝显微组织,焊缝显微组织及演变过程对镍基合金焊接热裂纹的产生具有决定性的作用。现有技术通过控制化学成分改善镍基合金抗焊接热裂纹,虽然有效,但也有一定的局限性。首先,化学成分对显微组织的影响是复杂的,不仅有某个元素自身含量的影响,还有元素问的交互作用,难以用含量范围进行精确控制;其次,同一元素可以对镍基合金显微组织(包括基体、第二相、析出物等)产生不同的影响,由于影响规律复杂,仅仅用成分含量难以有效控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电用镍基合金焊带,本发明提供的核电用镍基合金焊带能够防止结晶裂纹的产生,使用该焊带得到的带极堆焊金属具有较高的高温强度,能够满足我国三代核电镍基合金带极堆焊的技术要求。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种核电用镍基合金焊带,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.01~0.03%,Si≤0.30%,Mn:0.10~1.00%,Cr:29.0~31.0%,Fe:3~9%,Nb:2.0~3.0%,Ta≤1.0%,Ti≤1.0%,Al≤0.5%,Mo:3.0~4.0%,余量为Ni;
所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比≤1.2%。
优选地,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.02~0.024%,Si:0.09~0.20%,Mn:0.15~0.50%,Cr:29.6~30.0%,Fe:5~7.56%,Nb:2.0~2.55%,Ta:0.30~0.60%,Ti:0.25~0.50%,Al<0.20%,Mo:3.50~3.87%,余量为Ni。
优选地,所述核电用镍基合金焊带的焊态熔敷金属350℃时抗拉强度Rm≥485MPa。
优选地,以质量百分含量计,化学成分还包括Cu≤0.10%,Co≤0.10%,S≤0.0030%,P≤0.0030%,B≤0.001%,Zr≤0.002%。
优选地,所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比为0.6~0.9%。
优选地,所述核电用镍基合金焊带采用的配套焊剂包括电渣焊剂或埋弧焊剂。
本发明提供了一种核电用镍基合金焊带,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.01~0.03%,Si≤0.30%,Mn:0.10~1.00%,Cr:29.0~31.0%,Fe:3~9%,Nb:2.0~3.0%,Ta≤1.0%,Ti≤1.0%,Al≤0.5%,Mo:3.0~4.0%,余量为Ni;所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比≤1.2%。本发明通过增加焊带Mo、Nb、Ta含量,解决高温强度和抗高温失塑裂纹能力不足的问题;再通过控制Laves相数量,防止结晶裂纹。使用该焊带得到的带极堆焊金属具有较高的高温强度,能够满足我国三代核电镍基合金带极堆焊的技术要求。实施例结果表明,本发明提供的核电用镍基合金焊带的焊态熔敷金属350℃时抗拉强度Rm≥485MPa。
附图说明
图1为实施例1所得堆焊试样横向试样图;
图2为对比例2所得堆焊试样横向试样图;
图3为图2裂纹的断口形貌图。
具体实施方式
本发明提供了一种核电用镍基合金焊带,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.01~0.03%,Si≤0.30%,Mn:0.10~1.00%,Cr:29.0~31.0%,Fe:3~9%,Nb:2.0~3.0%,Ta≤1.0%,Ti≤1.0%,Al≤0.5%,Mo:3.0~4.0%,余量为Ni。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括C:0.01~0.03%,优选为0.02~0.024%。在本发明中,C是碳化物形成元素,对防止高温失塑裂纹有重要作用。本发明控制C的含量在上述范围,一方面能够避免因碳化物数量不足造成的高温失塑裂纹,另一方面能够避免因C含量过高形成过量的M23C6型碳化物,导致晶界贫Cr,降低焊缝抗腐蚀能力。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Si≤0.30%,优选为0.09~0.20%。在本发明中,Si在镍基合金焊缝中能够与Ni形成低熔点共晶,同时促进产生Laves相,容易引发结晶裂纹,含量过高,还会降低焊缝力学性能。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Mn:0.10~1.00%,优选为0.15~0.50%。在本发明中,Mn能够优先与S结合,形成熔点较高的MnS,降低S的有害作用;还可以提高固液相表面能,对低熔点共晶液膜的形成有阻碍作用,改善焊缝抗热裂纹能力;Mn是Laves相促进元素,可以增加焊缝Laves相数量。本发明控制Mn的含量在上述范围,能够提高焊带的抵抗热裂纹能力,同时降低结晶裂纹敏感性。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Cr:29.0~31.0%,优选为29.6~30.0%。在本发明中,Cr是核电用Ni-Cr-Fe合金的基体元素,不仅起固溶强化作用,而且是提高耐腐蚀能力的主要元素;Cr也是Laves相形成元素,直接影响Laves相数量。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Fe:3~9%,优选为5~7.56%。在本发明中,Fe是核电用Ni-Cr-Fe合金的基体元素,可以通过固溶强化提高焊缝强度;Fe也是Laves相形成元素,直接影响Laves相数量,本发明控制Fe含量,以免引起Laves相数量过高。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Nb:2.0~3.0%,优选为2.0~2.55%。在本发明中,Nb是强碳化物、氮化物形成元素,可以提高晶界强度,是本发明防止高温失塑裂纹的主要元素;还是Laves相形成元素,直接影响Laves相的数量。本发明通过控制Nb的含量能够同时避免高温失塑裂纹和结晶裂纹。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Ta≤1.0%,优选为0.30~0.60%。在本发明中,Ta具有脱氧作用,和Nb共同作用能够提供高温失塑裂纹抗力,减少结晶裂纹敏感性。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Ti≤1.0%,优选为0.25~0.50%。在本发明中,Ti是碳化物、氮化物形成元素,可以提高晶界强度,防止高温失塑裂纹;还是强脱氧元素,在焊缝中过渡系数很低。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Al≤0.5%,优选为<0.20%。在本发明中,Al是强脱氧元素,可以净化熔池,提高焊缝性能;但含量过高,焊道表面浮渣较多,会降低焊接操作性能。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带包括Mo:3.0~4.0%,优选为3.50~3.87%。在本发明中,Mo是镍基合金固溶强化元素,可以有效增加高温强度和耐腐蚀能力,但也会促进Laves相和脆性相的形成。本发明控制Mo的含量在上述范围,能够充分发挥Mo的有益作用,也能够避免结晶裂纹敏感性增加,焊缝韧性变差。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括Cu≤0.10%。在本发明中,Cu在焊接过程中容易形成第二相,提高焊缝热裂纹倾向,因此需要控制Cu的含量。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括Co≤0.10%。在本发明中,Co是杂质元素,在辐照环境下工作应严格控制。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括S≤0.003%。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括P≤0.003%。在本发明中,S、P是不可避免的有害元素,不仅增加结晶裂纹敏感性,也增加高温失塑裂纹敏感性,应严格控制。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括B≤0.001%。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括Zr≤0.002%。
在本发明中,B、Zr可以改善晶界条件,提高晶界强度,具有一定提高抗高温失塑裂纹的能力;但两者均易在晶界偏聚,微量的B、Zr就可以引发结晶裂纹,在实际生产中难于控制。本发明为防止B、Zr的有害作用,尽量减少其含量。
以质量百分含量计,本发明提供的核电用镍基合金焊带优选还包括N:0.01%,O<0.005%。
本发明提供的核电用镍基合金焊带还包括余量的Ni。
本发明通过合理匹配Nb、Ta、Mo、Cr、Fe、Ti等元素的含量,将Laves相的体积百分比控制在≤1.2%,防止结晶裂纹;同时关注上述元素对高温失塑裂纹的影响,保持足够的抗高温失塑裂纹能力,达到防止690合金焊接裂纹(包括结晶裂纹和高温失塑裂纹)的目的,解决三代核电主设备镍基合金焊接裂纹问题。同时,本发明通过添加适量的Mo、Nb、Ta含量,提高了熔敷金属的高温强度,解决了现有产品350℃抗拉强度不足的问题。
在本发明中,所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比≤1.2%,优选为0.6~0.9%,更优选为0.63~0.88%。在本发明中,Laves相是一种金属间化合物,具有六方晶体结构,化学式为A2B,其中A包括Ni、Fe、Cr和Co中的一种或几种,B包括Nb、Ti、Si、Mo和Ta中的一种或多种。上述化学元素大多是核电用镍基合金焊带的组成元素,有些还是防止高温失塑裂纹的有效元素,如果匹配不合适,容易因Laves相含量过多引发结晶裂纹。
在本发明的具体实施例中,所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比的计算方法包括:采用Sente Software公司的JMatPro软件11.2版计算凝固过程中显微组织的种类、数量和演变过程;计算参数包括:起始温度1900℃,计算步长2℃,冷却速度20℃/s;将冷却至1000℃时的Laves相体积百分数作为本发明的计算结果。
在本发明中,采用JMatPro软件计算获得所述核电用镍基合金焊带的Laves相数量与大厚度裂纹试验结果有对应关系,Laves相数量越少,结晶裂纹敏感性越小,当Laves相体积百分比≤1.2%时,没有结晶裂纹。
在本发明中,优选按照Laves相体积百分比≤1.2%的原则,提出焊带的化学成分设计值;按照焊带的化学成分设计值,采用现有技术完成铸锭的冶炼,分析化学成分;根据化学分析结果,采用JMatPro软件计算Laves相数量,如果Laves相体积百分比≤1.2%,按照现有技术完成焊带的制备;否则,重新冶炼;按照核电用镍基合金焊带的技术要求完成相关试验,确定该批次产品质量合格。依据产品技术要求,必要时,可以进行抗裂性试验,验证该批次产品的裂纹敏感性。
本发明通过控制显微组织Laves相的体积百分比防止结晶裂纹,比通过控制化学成分防止结晶裂纹更直接、更有效;本发明将焊带的数值模拟技术与抗裂性试验结果相结合,发现了影响结晶裂纹的重要因素,提出了防止结晶裂纹的判据,在焊带成分设计时,使用该判据能够预测得到焊带成分设计点及波动范围内的抗裂性结果,提高成品率;本发明可以依据铸锭(焊带制造的首个工序)的化学成分分析结果,计算Laves相数量,预判焊带的抗裂性。现有技术必须先完成焊带的制造,再通过相关试验得到抗裂性结果,才能确定抗裂性。本发明与现有技术相比,不仅大大缩短了决策时间,还大幅缩短供货周期、降低焊带成本,显著提高效益。
本发明对所述核电用镍基合金焊带的制备方法没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的核电用镍基合金焊带的制备方法即可。
在实际使用时,所述核电用镍基合金焊带采用的配套焊剂优选包括电渣焊剂或埋弧焊剂。本发明对所述电渣焊剂和埋弧焊剂的具体成分没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的电渣焊剂和埋弧焊剂即可。在本发明中,所述核电用镍基合金焊带采用的配套焊剂优选包括氟化物、氧化物、碳酸盐、金属和合金粉中的多种;所述合金粉中不合Nb和Ta。
本发明还提供了上述技术方案所述核电用镍基合金焊带的焊接裂纹检测方法,优选包括以下步骤:
采用核电用镍基合金焊带和配套焊剂在试验用母材的中间进行堆焊,每层至少3道,堆焊10层,得到堆焊后母材;每道堆焊后,去除焊渣,观察焊道表面是否有焊接裂纹,并记录;
截取堆焊后母材的横向侧弯试样,按照GB/T 2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》的要求进行弯曲试验,D=4a,弯曲180°;
在堆焊过程中未发现肉眼可见裂纹,且弯曲后试样完好或单个开口裂纹长度≤1.5mm,抗裂性结果为合格;否则,在堆焊过程中发现肉眼可见裂纹,或弯曲后试样的单个开口裂纹长度>1.5mm,抗裂性结果为不合格。
在本发明中,所述核电用镍基合金焊带的尺寸优选为60mm×0.5mm。在本发明中,所述试验用母材优选包括低碳钢或低合金钢;所述试验用母材的尺寸优选为400mm×300mm×80mm。
在本发明中,所述堆焊的工艺参数优选包括:焊接电流为850~1050A,电弧电压为26~29V,焊接速度为180mm/min,道间温度≤100℃。在本发明的具体实施例中,当所述配套焊剂为埋弧焊剂时,焊接电流为850~950A,电弧电压为29V;当所述配套焊剂为电渣焊剂时,焊接电流为950~1050A,电弧电压为26V。
在本发明中,所述堆焊10层后所得堆焊层的总厚度优选为35±3mm。
在本发明中,所述横向侧弯试样的厚度优选为10mm,数量优选为4个。
鉴于带极堆焊厚度对裂纹敏感性有直接影响,本发明提出了堆焊10层的带极堆焊裂纹试验方法,用以模拟核电装备制造的高拘束条件,该方法不仅可以发现结晶裂纹,也可以发现高温失塑裂纹。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以下实施例和对比例中,Laves相体积百分比的计算方法:
采用Sente Software公司的JMatPro软件11.2版计算凝固过程中显微组织的种类、数量和演变过程。计算参数为:起始温度1900℃,计算步长2℃,冷却速度20℃/s;将冷却至1000℃时的Laves相体积百分数作为实施例的计算结果。
以下实施例和对比例中,核电用镍基合金焊带的焊接裂纹检测方法:
将待检测的核电用镍基合金焊带制备成规格为60mm×0.5mm的焊带;
将所述焊带和配套焊剂在试验用母材的中间进行堆焊,每层至少3道,堆焊10层,堆焊层总厚度为35±3mm,得到堆焊后母材;每道堆焊后,去除焊渣,观察焊道表面是否有焊接裂纹,并记录;所述试验用母材为低碳钢;所述试验用母材的尺寸为400mm×300mm×80mm;
截取堆焊后母材的横向侧弯试样,试样厚度为10mm,数量为4个,按照GB/T 2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》的要求进行弯曲试验,D=4a,弯曲180°;
在堆焊过程中未发现肉眼可见裂纹,且弯曲后试样完好或单个开口裂纹长度≤1.5mm,抗裂性结果为合格;否则,在堆焊过程中发现肉眼可见裂纹,或弯曲后试样的单个开口裂纹长度>1.5mm,抗裂性结果为不合格。
实施例1
以质量百分含量计,核电用镍基合金焊带的化学成分为:Cr:29.6%,Fe;7.56%,Mn:0.15%,Mo:3.87%,Nb:2.55%,Si:0.09%,Ta:0.30%,Ti:0.25%,C:0.024%,N:0.01%,Al<0.20%,Cu<0.10%,Co<0.10%,O<0.005%,P<0.003%,S<0.003%,B<0.001%,Zr<0.002%。
配套焊剂为埋弧焊剂,进行Laves相体积百分比计算时化学成分的折算系数为:Cr:0.96、Nb:0.80、Ta:0.20,未标明测量结果的元素计算值取0。核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比为0.63%。
堆焊工艺参数为:焊接电流850~950A,电弧电压29V,焊接速度180mm/min,道间温度≤100℃。抗裂性试验结果为:合格。本实施例所得堆焊试样横向试样如图1所示,无裂纹。
按照GB/T 228.2-2015《金属材料拉伸试验第2部分:高温试验方法》检测焊态熔敷金属350℃拉伸性能为:Rm:520MPa,Rp0.2:301MPa,A4:50%。
实施例2
以质量百分含量计,核电用镍基合金焊带的化学成分为:Cr:29.6%,Fe:7.56%,Mn:0.15%,Mo:3.87%,Nb:2.55%,Si:0.09%,Ta:0.30%,Ti:0.25%,C:0.024%,N:0.01%,Al<0.20%,Cu<0.10%,Co<0.10%,O<0.005%,P<0.003%,S<0.003%,B<0.001%,Zr<0.002%。
配套焊剂为电渣焊剂,进行Laves相体积百分比计算时化学成分的折算系数为:Cr:0.96、Nb:0.90、Ta:0.30,未标明测量结果的元素计算值取0,Laves相体积百分比为0.88%。
堆焊工艺参数为:焊接电流950~1050A,电弧电压26V,焊接速度180mm/min,道间温度≤100℃。抗裂性试验结果为:合格。
焊态熔敷金属350℃拉伸性能为:Rm:515MPa,Rp0.2:295MPa,A4:51%。
对比例1
以质量百分含量计,核电用镍基合金焊带的化学成分为:Cr:29.37%,Fe:8.86%,Mn:3.94%,Nb:2.24%,Si:0.15%,Ti:0.38%,C:0.023%,N:0.07%,Al<0.20%,Mo<0.10%,Ta<0.10%,Cu<0.10%,Co<0.10%,O<0.005%,P<0.003%,S<0.003%,B<0.001%,Zr<0.002%。
配套焊剂为电渣焊剂,进行Laves相体积百分比计算时化学成分的折算系数为:Cr:0.96、Nb:0.90、Ta:0.30,未标明测量结果的元素计算值取0,Laves相体积百分比为0.64%。
堆焊工艺参数为:焊接电流950~1050A,电弧电压26V,焊接速度180mm/min,道间温度≤100℃。抗裂性试验结果为:合格。
焊态熔敷金属350℃拉伸性能为:Rm:458MPa<485MPa,Rp0.2:232MPa,A4:54%,抗拉强度不合格。
对比例2
以质量百分含量计,核电用镍基合金焊带的化学成分为:Cr:30.10%,Fe:9.56%,Mn:0.30%,Mo:4.07%,Nb:3.12%,Si:0.21%,Ti:0.21%,C:0.025%,N:0.01%,Al<0.20%,Mo<0.10%,Ta<0.10%,Cu<0.10%,Co<0.10%,O<0.005%,P<0.003%,S<0.003%,B<0.001%,Zr<0.002%%。
配套焊剂为电渣焊剂,进行Laves相体积百分比计算时化学成分的折算系数为:Cr:0.96、Nb:0.90、Ta:0.30,未标明测量结果的元素计算值取0,Laves相为2.17%>1.2%。
堆焊工艺参数为:焊接电流950~1050A,电弧电压26V,焊接速度180mm/min,道间温度≤100℃。抗裂性试验结果为:不合格。因结晶裂纹严重,未进行熔敷金属拉伸试验。本对比例所得堆焊试样横向试样如图2所示,图2中的白色圈起来的部分为裂纹;裂纹断口形貌如图3所示。由图2~3可以看出,采用该对比例的焊带进行堆焊,焊带会产生裂纹,且由图3可以看出,裂纹为结晶裂纹。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种核电用镍基合金焊带,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.01~0.03%,Si≤0.30%,Mn:0.10~1.00%,Cr:29.0~31.0%,Fe:3~9%,Nb:2.0~3.0%,Ta≤1.0%,Ti≤1.0%,Al≤0.5%,Mo:3.0~4.0%,余量为Ni;
所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比≤1.2%。
2.根据权利要求1所述的核电用镍基合金焊带,其特征在于,以质量百分含量计,化学成分包括C:0.02~0.024%,Si:0.09~0.20%,Mn:0.15~0.50%,Cr:29.6~30.0%,Fe:5~7.56%,Nb:2.0~2.55%,Ta:0.30~0.60%,Ti:0.25~0.50%,Al<0.20%,Mo:3.50~3.87%,余量为Ni。
3.根据权利要求1或2所述的核电用镍基合金焊带,其特征在于,所述核电用镍基合金焊带的焊态熔敷金属350℃时抗拉强度Rm≥485MPa。
4.根据权利要求1或2所述的核电用镍基合金焊带,其特征在于,以质量百分含量计,化学成分还包括Cu≤0.10%,Co≤0.10%,S≤0.0030%,P≤0.0030%,B≤0.001%,Zr≤0.002%。
5.根据权利要求1或2所述的核电用镍基合金焊带,其特征在于,所述核电用镍基合金焊带的Laves相体积百分比为0.6~0.9%。
6.根据权利要求1或2所述的核电用镍基合金焊带,其特征在于,所述核电用镍基合金焊带采用的配套焊剂包括电渣焊剂或埋弧焊剂。
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