CN115781102A - 一种镍铬合金焊丝及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊丝技术领域，且公开了一种镍铬合金焊丝，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.35～0.45％；Si：1.20～1.60％；Cr：33.00～36.00％；Mn：0.50～0.80％；Ni：42.00～45.00％；Nb：0.30～0.60％；Ti：0.30～0.60％；P：0.012～0.014％；S：0.007～0.009％；Al：0.25～0.30％；其余为Fe；该种镍铬合金焊丝及其制备工艺，以氮作为强化元素，而氮元素在提高金属强度的同时也改善了金属的韧性，焊丝中主要以氮作为强化元素，还可避免了其他贵金属强化元素的使用，这极大的降低了焊丝原料的成本；加入了适量的Nb元素，很好的解决了镍铬合金焊丝的高温低塑性问题；生产成本低，节能，加工周期短，焊接效率高。
Description
技术领域
本发明涉及焊丝技术领域，特别是涉及一种镍铬合金焊丝及其制备工艺。
背景技术
随着国民经济的发展，各种资源也在大量消耗，尤其是钢铁等资源的消耗尤为显著，采用高性能材料是解决这种消耗的有效途径之一，而高强钢作为一种高性能材料已经被广泛应用，特别是在交通运输、海洋工程等方面的作用变得尤为显著。高强钢的使用离不开焊接技术，而焊接接头经常会因为各种原因而成为整个结构的薄弱部分，这也极大的限制了高强钢的应用。
焊丝是作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料,在气焊和钨极气体保护电弧焊时，焊丝用作填充金属,在埋弧焊、电渣焊和其他熔化极气体保护电弧焊时，焊丝既是填充金属，同时焊丝也是导电电极,焊丝的表面不涂防氧化作用的焊剂；管道在工作时会处于高温、重腐蚀或者液体持续冲刷的环境，管道与管道之间的焊接与修复需要用到焊丝。
现有的镍铬合金，除了焊丝本身的焊接性能和成材率，还具有抗高温氧化性能，但是在拉拔时，延展性不好，同时耐冲蚀耐腐蚀性较差，很难满足特殊应用环境下的钢材的焊接需求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种镍铬合金焊丝及其制备工艺。
为达到本发明的目的，本发明的一种镍铬合金焊丝，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.35～0.45％；Si：1.20～1.60％；Cr：33.00～ 36.00％；Mn：0.50～0.80％；Ni：42.00～45.00％；Nb：0.30～0.60％；Ti：0.30～ 0.60％；P：0.012～0.014％；S：0.007～0.009％；Al：0.25～0.30％；其余为Fe。
优选地，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.35％；Si：1.60％；Cr：33.00％；Mn：0.80％；Ni：42.00％；Nb：0.60％；Ti：0.30％； P：0.014％；S：0.007％；Al：0.30％；其余为Fe。
优选地，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.40％； Si：1.40％；Cr：34.00％；Mn：0.65％；Ni：43.50％；Nb：0.45％；Ti：0.45％； P：0.013％；S：0.008％；Al：0.27％；其余为Fe。
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一种镍铬合金焊丝的制备方法，所述焊丝的制备方法包括以下步骤：
a、熔炼：所有金属材料应符合质量标准，按照制度烘烤后使用，配料严格控制各元素的配入量；
b、电渣重熔：利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼，提高金属纯度；
c、退火：经电渣重熔后得到铸锭放入加热炉中升温到960-1060℃保温 1.5-2.5h，油冷680-710℃10-12h，然后进行空冷；
d、锻造：
(1)、将空冷后的铸锭预热到650-750℃，预热时间1-1.2小时；再加热至1000-1100℃后进行锻造；
(2)、开锻温度为1160℃，终锻温度≥900℃，然后冷却降温；
e、轧制盘条：
(1)、加热至750-800℃之间进行轧制，制成盘条；
(2)、开轧温度1020℃，终轧温度≥900℃；
f、拉拔：对盘条先进行粗拉，再进行细拉；
g、成品退火：进行退火、修磨，得成品焊丝。
优选地，所述步骤a中的熔炼环境为真空状态。
优选地，所述步骤f中拉拔过程均在氮气气氛保护条件下进行。
采用本发明所设计的镍铬合金焊丝及其制备工艺与现有技术相比，具有如下优点：
1.该种镍铬合金焊丝及其制备工艺，以氮作为强化元素，而氮元素在提高金属强度的同时也改善了金属的韧性，焊丝中主要以氮作为强化元素，还可避免了其他贵金属强化元素的使用，这极大的降低了焊丝原料的成本。
2.该种镍铬合金焊丝及其制备工艺，加入了适量的Nb元素，很好的解决了镍铬合金焊丝的高温低塑性问题。
3.该种镍铬合金焊丝及其制备工艺，生产成本低，节能，加工周期短，焊接效率高。
4.该种镍铬合金焊丝及其制备工艺，加入的锰、硅元素是非常有效的脱氧剂，同时焊丝中的硅有利于在焊缝的表面形成氧化膜，提高焊缝在高温时的抗氧化性能，锰是良好的脱硫剂，也是固溶强化剂，提高焊缝的强度和硬度。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
实施例1：
本实施例的镍铬合金焊丝，各成分的重量百分比含量为：C：0.35％；Si： 1.60％；Cr：33.00％；Mn：0.80％；Ni：42.00％；Nb：0.60％；Ti：0.30％；P： 0.014％；S：0.007％；Al：0.30％；其余为Fe。
实施例2：
本实施例的镍铬合金焊丝，各成分的重量百分比含量为：C：0.40％；Si： 1.40％；Cr：34.00％；Mn：0.65％；Ni：43.50％；Nb：0.45％；Ti：0.45％；P： 0.013％；S：0.008％；Al：0.27％；其余为Fe。
实施例3：
本实施例的镍铬合金焊丝，各成分的重量百分比含量为：C：0.45％；Si： 1.20％；Cr：36.00％；Mn：0.50％；Ni：45.00％；Nb：0.30％；Ti：0.60％；P： 0.012％；S：0.009％；Al：0.25％；其余为Fe。
上述三个实施例的耐热钢丝的制备工艺包括以下步骤：
a、熔炼：所有金属材料应符合质量标准，按照制度烘烤后使用，配料严格控制各元素的配入量；
b、电渣重熔：利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼，提高金属纯度；
c、退火：经电渣重熔后得到铸锭放入加热炉中升温到960-1060℃保温 1.5-2.5h，油冷680-710℃10-12h，然后进行空冷；
d、锻造：
(1)、将空冷后的铸锭预热到650-750℃，预热时间1-1.2小时；再加热至1000-1100℃后进行锻造；
(2)、开锻温度为1160℃，终锻温度≥900℃，然后冷却降温；
e、轧制盘条：
(1)、加热至750-800℃之间进行轧制，制成盘条；
(2)、开轧温度1020℃，终轧温度≥900℃；
f、拉拔：对盘条先进行粗拉，再进行细拉；
g、成品退火：进行退火、修磨，得成品焊丝。
步骤a中的熔炼环境为真空状态。
步骤f中拉拔过程均在氮气气氛保护条件下进行。
本发明中的镍铬合金焊丝中各化学元素对焊丝的性能影响如下：
(1)Ti元素：钛的塑性好，使得镍铬合金焊丝在加工过程中不易断裂，并保证焊丝的焊接性能；有良好的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响，在常温下，不会被7％以下盐酸、5％以下硫酸、硝酸、王水或稀碱溶液所腐蚀，使得镍铬合金焊丝可满足特殊应用环境下的钢材的焊接需求。
(2)Nb元素：室温下铌在空气中稳定，在氧气中红热时也不被完全氧化，能与钛、锆、铪、钨形成合金，不与无机酸或碱作用，也不溶于王水，使得镍铬合金焊丝可满足特殊应用环境下的钢材的焊接需求。
本发明，以氮作为强化元素，而氮元素在提高金属强度的同时也改善了金属的韧性，焊丝中主要以氮作为强化元素，还可避免了其他贵金属强化元素的使用，这极大的降低了焊丝原料的成本；加入了适量的Nb元素，很好的解决了镍铬合金焊丝的高温低塑性问题；生产成本低，节能，加工周期短，焊接效率高；加入的锰、硅元素是非常有效的脱氧剂，同时焊丝中的硅有利于在焊缝的表面形成氧化膜，提高焊缝在高温时的抗氧化性能，锰是良好的脱硫剂，也是固溶强化剂，提高焊缝的强度和硬度。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种镍铬合金焊丝，其特征在于，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.35～0.45％；Si：1.20～1.60％；Cr：33.00～36.00％；Mn：0.50～0.80％；Ni：42.00～45.00％；Nb：0.30～0.60％；Ti：0.30～0.60％；P：0.012～0.014％；S：0.007～0.009％；Al：0.25～0.30％；其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种镍铬合金焊丝，其特征在于，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.35％；Si：1.60％；Cr：33.00％；Mn：0.80％；Ni：42.00％；Nb：0.60％；Ti：0.30％；P：0.014％；S：0.007％；Al：0.30％；其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种镍铬合金焊丝，其特征在于，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.40％；Si：1.40％；Cr：34.00％；Mn：0.65％；Ni：43.50％；Nb：0.45％；Ti：0.45％；P：0.013％；S：0.008％；Al：0.27％；其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种镍铬合金焊丝，其特征在于，所述焊丝的元素组成及各成分的重量百分比含量为：C：0.45％；Si：1.20％；Cr：36.00％；Mn：0.50％；Ni：45.00％；Nb：0.30％；Ti：0.60％；P：0.012％；S：0.009％；Al：0.25％；其余为Fe。
5.一种镍铬合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述焊丝的制备方法包括以下步骤：
a、熔炼：所有金属材料应符合质量标准，按照制度烘烤后使用，配料严格控制各元素的配入量；
b、电渣重熔：利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼，提高金属纯度；
c、退火：经电渣重熔后得到铸锭放入加热炉中升温到960-1060°C保温1.5-2.5h，油冷680-710℃10-12h，然后进行空冷；
d、锻造：
(1)、将空冷后的铸锭预热到650-750℃，预热时间1-1.2小时；再加热至1000-1100℃后进行锻造；
(2)、开锻温度为1160℃，终锻温度≥900℃，然后冷却降温；
e、轧制盘条：
(1)、加热至750-800℃之间进行轧制，制成盘条；
(2)、开轧温度1020℃，终轧温度≥900℃；
f、拉拔：对盘条先进行粗拉，再进行细拉；
g、成品退火：进行退火、修磨，得成品焊丝。
6.根据权利要求5所述的一种镍铬合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的熔炼环境为真空状态。
7.根据权利要求5所述的一种镍铬合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤f中拉拔过程均在氮气气氛保护条件下进行。
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