ES2641951T3 - Aleación, revestimiento y sus métodos - Google Patents

Aleación, revestimiento y sus métodos Download PDF

Info

Publication number
ES2641951T3
ES2641951T3 ES10785286.5T ES10785286T ES2641951T3 ES 2641951 T3 ES2641951 T3 ES 2641951T3 ES 10785286 T ES10785286 T ES 10785286T ES 2641951 T3 ES2641951 T3 ES 2641951T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
percent
weight
welding
coating
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES10785286.5T
Other languages
English (en)
Inventor
George Y. Lai
Bingtao Li
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AZZ WSI LLC
Original Assignee
Aquilex WSI LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aquilex WSI LLC filed Critical Aquilex WSI LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2641951T3 publication Critical patent/ES2641951T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02—Plasma welding
    • B23K10/027—Welding for purposes other than joining, e.g. build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12—Vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Abstract

Una aleación de soldadura de temple superficial que se puede aplicar por medio de soldadura para formar un revestimiento sin fisuras sobre la superficie de un componente de planta para proteger el componente de sustrato frente a la corrosión a temperatura elevada y el desgaste por erosión; en la que (a) la aleación de soldadura de temple superficial comprende de un 0,5 por ciento en peso a un 2 por ciento en peso de carbono, de un 15 por ciento en peso a un 25 por ciento en peso de cromo, de un 4 por ciento en peso a un 12 por ciento en peso de níquel, hasta un 3 por ciento en peso de manganeso, hasta un 2,5 por ciento en peso de silicio, hasta un 1 por ciento en peso de circonio, hasta un 3 por ciento en peso de molibdeno, hasta un 3 por ciento en peso de wolframio, hasta un 0,5 por ciento en peso de boro, siendo el equilibrio hierro junto con impurezas, y (b) la relación de cromo con respecto a níquel debería estar en el intervalo de 2 a 4,5.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Aleacion, revestimiento y sus metodos Antecedentes de la invencion Campo de la invencion
La presente divulgacion se refiere generalmente a una aleacion, un revestimiento y metodos de los mismos. Mas particularmente, la presente divulgacion se refiere a una aleacion de temple superficial basada en hierro-cromo- carbono-mquel para su uso como revestimiento de soldadura para proteger partes de acero frente al desgaste, el revestimiento soldado y metodos de los mismos.
Descripcion de la tecnica anterior
Los tubos de caldera y los recipientes de presion, con frecuencia fabricados de acero, estan expuestos tipicamente a entornos agrestes que incluyen, pero sin limitarse a, condiciones de erosion-corrosion y corrosion a temperaturas elevadas. En un esfuerzo por proteger los tubos de calderas y recipientes de presion, se puede aplicar un revestimiento de soldadura a al menos una parte de la pantalla de agua de la cadera y el recipiente de presion.
El documento US 2008/0230155 A1 se refiere a un metodo para preparar un componente mecanico con una aleacion de revestimiento de soldadura de temple superficial de Fe-Cr-C para mejorar la resistencia del componente mecanico frente a la abrasion, erosion o erosion/corrosion para su uso en entornos corrosivos/erosion o erosivos y abrasivos.
El documento US 2007/0187458 A1 se refiere a composiciones de revestimientos de soldadura de acero inoxidable que tiene mejor resistencia frente al desgaste.
El documento DE 621 740 se refiere a aleaciones para mejorar la resistencia termica de los componentes mecanicos.
Sumario de la invencion
Una aleacion de soldadura de temple superficial de la presente invencion se define por medio de la reivindicacion independiente 1. Un metodo de revestimiento por soldadura de la presente invencion se define en la reivindicacion independiente 3. Desarrollos adicionales del metodo de la invencion se definen en las respectivas sub- reivindicaciones.
De acuerdo con la invencion, la aleacion tiene un 0,5 por ciento en peso a un 2 por ciento en peso de carbono, de un 15 por ciento en peso a un 25 por ciento en peso de cromo, de un 4 por ciento en peso a un 12 por ciento en peso de mquel, hasta un 3 por ciento en peso de manganeso, hasta un 2,5 por ciento en peso de silicio, hasta un 1 por ciento en peso de circonio, hasta un 3 por ciento en peso de molibdeno, hasta un 3 por ciento en peso de wolframio, hasta un 0,5 por ciento en peso de boro, siendo el equilibrio hierro junto con impurezas, en el que la relacion de cromo con respecto a mquel debena estar dentro del intervalo de 2 a 4,5.
La invencion ademas se refiere a un metodo de revestimiento por soldadura de un sustrato en el que la aleacion de soldadura se aplica a un sustrato para formar un revestimiento. La aleacion tiene de un 0,5 por ciento en peso a un 2 por ciento en peso de carbono, de un 15 por ciento en peso a un 25 por ciento en peso de cromo, de un 4 por ciento en peso a un 12 por ciento en peso de mquel, hasta un 3 por ciento en peso de manganeso, hasta un 2,5 por ciento en peso de silicio, hasta un 1 por ciento en peso de circonio, hasta un 3 por ciento en peso de molibdeno, hasta un 3 por ciento en peso de wolframio, hasta un 0,5 por ciento en peso de boro, siendo el equilibrio hierro junto con impurezas. El sustrato esta formado por un material escogido entre el grupo que consiste en acero al carbono, acero de baja aleacion, acero de Cr-Mo y acero inoxidable.
Descripcion detallada
En una realizacion ilustrativa, la aleacion incluye de un 0,5 a un 2 por ciento de carbono, de un 15 a un 25 por ciento de cromo, de un 4 a un 12 por ciento de mquel, de cero a un 3 por ciento de manganeso, de cero a un 2,5 por ciento de silicio, de cero a un 1 por ciento de circonio, de cero a un 3 por ciento de molibdeno, de cero a un 3 por ciento de wolframio, de cero a un 0,5 por ciento de boro, de cero a un total de un 0,5 por ciento de impurezas, y hierro de equilibrio. Todos los porcentajes, divulgados en la presente memoria estan en porcentaje en peso, a menos que se indique lo contrario. Ademas, cuando se divulga un intervalo, se pretende que todos los intervalos intermedios queden descritos y divulgados, a menos que se indique lo contrario. Por consiguiente, a modo de ejemplo no limitante, una divulgacion de un 0,5 a un 2 por ciento de carbono incluye una divulgacion de un 0,5 % en peso a un 1,9 % en peso de carbono, de un 0,5 % en peso a un 1,8 % en peso de carbono, de un 0,6 % en peso a un 2 % en peso de carbono, y similares. No obstante, se pueden divulgar diversos intervalos alternativos y preferidos en la presente memoria con fines de claridad de comprension.
En una realizacion de la invencion reivindicada, la aleacion incluye de un 0,7 a un 1,5 por ciento en carbono, de un
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
18 a un 25 por ciento de cromo, de un 5 a un 10 por ciento de mquel, de cero a un 2 por ciento de manganeso, de cero a un 2 por ciento de silicio, de cero a un 0,5 por ciento de circonio, de cero a un 2 por ciento de molibdeno, de cero a un 2 por ciento de wolframio, de cero a un 0,5 por ciento de boro, de cero a un total de 0,5 por ciento de impurezas, y hierro de equilibrio. En otra realizacion adicional, la aleacion incluye de un 0,8 a un 1,3 por ciento de carbono, de un 18 a un 25 por ciento de cromo, de un 5 a un 10 por ciento de mquel, de cero a un 2 por ciento de manganeso, de cero a un 2 por ciento de silicio, de cero a un 0,5 por ciento de circonio, de cero a un 2 por ciento de molibdeno, de cero a un total de 0,5 por ciento de impurezas, y hierro de equilibrio.
En otra realizacion, cualquiera de las aleaciones descritas en la presente memoria pueden incluir de cero a un 2,5 por ciento de silicio, alternativamente de cero a aproximadamente un 2,4 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 2,3 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 2,2 por ciento de silicio, alternativamente de cero a 2,2 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 2,1 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,9 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,8 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,7 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,6 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,5 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,4 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,3 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,2 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1,1 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 1 por ciento de silicio, alternativamente de cero a un 0,9 por ciento de silicio, y similares. En una realizacion alternativa, cualquiera de las aleaciones descritas en la presente memoria puede incluir cero de manganeso, alternativamente manganeso esta presente en cualquiera de las aleaciones descritas en la presente memoria en forma de impureza, alternativamente, cualquiera de las aleaciones descritas en la presente memoria tienen de 0,5 a 2 por ciento de manganeso, alternativamente de 1 a 1,5 por ciento de manganeso, alternativamente 1,5 por ciento de manganeso, alternativamente 2 por ciento de manganeso.
De acuerdo con la invencion, los revestimientos de soldadura de las aleaciones descritas en la presente memoria incluyen una relacion de cromo con respecto a mquel que vana de 2 a 4,5, alternativamente de 2,5 a 4,5, alternativamente de 3 a 4,5, alternativamente de 3 a 4, alternativamente de 2 a 3. Sin pretender quedar ligado a teona alguna, el solicitante piensa que las aleaciones de hierro-cromo-carbono que contienen una cantidad cntica de mquel tienen sorprendentemente una buena ductilidad y tenacidad, de manera que cuando se aplican como revestimiento de soldadura en una caldera o recipiente de procesado, el revestimiento de soldadura no es susceptible de desarrollar fisuras por tension. De este modo, en una realizacion, tras la aplicacion completa del revestimiento de soldadura, el revestimiento de soldadura esta sustancialmente libre de fisuras por tension. Ademas, sin pretender quedar ligado a teona alguna, el solicitante piensa que las cantidades adecuadas de carbono en la aleacion pueden formar fases duras de carburo de cromo eutectico adecuado que pueden proporcionar proteccion frente a la erosion, y cantidades adecuadas de cromo en la aleacion pueden formar una incrustacion protectora de oxido de cromo, que puede resistir la corrosion a temperatura elevada y la erosion-corrosion.
La aleacion se puede aplicar a cualquier sustrato apropiado, incluyendo pero sin limitarse a, sustratos formados a partir de acero al carbono, acero de baja aleacion, acero de Cr-Mo o acero inoxidable, para formar un revestimiento. En una realizacion, la aleacion se aplica a al menos una parte de un sustrato que puede ser un lfmite de presion, tal como una pantalla del horno (tambien denominada pantalla de agua), generalmente formada por una serie de tubos de conexion, en una caldera u otro recipiente para formar un revestimiento. El metodo de aplicacion de la aleacion al sustrato para formar el revestimiento puede ser el de cualquier proceso de union metalurgica, incluyendo sin limitacion, soldadura fuerte, revestimiento con laser y preferentemente cualquier metodo de soldadura apropiado que incluya, sin limitacion, soldadura con arco-metal-gas, soldadura con arco-wolframio-gas, soldadura con arco sumergida, soldadura con electro-escoria, soldadura de arco de transferencia de plasma y soldadura con laser.
Sin pretender quedar ligado a teona alguna, el solicitante piensa que una vez aplicada la aleacion al sustrato, el revestimiento resultante tiene suficiente ductilidad y dureza, de forma que el revestimiento generalmente no es susceptible de fisuracion por tension: incluso cuando el tamano del revestimiento por soldadura que se aplica a una zona vana de unos pocos pies cuadrados (metros cuadrados) a miles de pies cuadrados (metros cuadrados), alternativamente de aproximadamente 50 pies cuadrados (aproximadamente 4,6 metros cuadrados) a aproximadamente 5000 pies cuadrados (aproximadamente 460 metros cuadrados) o mas, alternativamente de aproximadamente 100 pies cuadrados (aproximadamente 9,3 metros cuadrados) a aproximadamente 1000 pies cuadrados (aproximadamente 93 metros cuadrados), alternativamente de aproximadamente 200 pies cuadrados (aproximadamente 18,6 metros cuadrados) a aproximadamente 900 pies cuadrados (aproximadamente 83,6 metros cuadrados), alternativamente de aproximadamente 200 pies cuadrados (aproximadamente 18,6 metros cuadrados) a aproximadamente 600 pies cuadrados (aproximadamente 57,6 metros cuadrados). Preferentemente, el revestimiento tiene un estiramiento que vana de aproximadamente un 4 % a aproximadamente un 20 %, alternativamente de aproximadamente un 6% a aproximadamente un 15%. Para los fines de la presente divulgacion, incluyendo los ejemplos siguientes, se comprende que el estiramiento medido por medio de ensayo de traccion a temperatura ambiente, por ASTM E8/E8 M-08. Preferentemente, el revestimiento tiene una dureza, antes del tratamiento, que vana de aproximadamente valores de Rockwell "C" RC25 o mayores, alternativamente valores Rockwell "C" RC 30 o mayores, alternativamente de aproximadamente RC 30 a aproximadamente RC 45. En otra realizacion, el revestimiento puede tener una dureza, tras el tratamiento termico por soldadura, que vana de aproximadamente RC 30 a aproximadamente RC 50, o mas. Para los fines de la presente divulgacion, incluyendo los ejemplos siguientes, se comprende que la dureza tal y como se mide por medio de ASTM E384-08a, usando un dispositivo de ensayo de dureza de Vickers bajo una carga de 500 g medida en el corte transversal del revestimiento
5
10
15
20
25
30
35
de soldadura. Los valores de dureza de Vickers se convirtieron posteriormente en valores de Rockwell C por medio de ASTM E140-07.
Cuando se aplica la aleacion a un sustrato por medio de soldadura, tipicamente la aleacion y el sustrato se funden, y tras la solidificacion, el revestimiento de soldadura resultante tiene una composicion igual a la composicion de la aleacion diluida en al menos una parte de la cantidad de sustrato que se fundio. En una realizacion, la composicion, en base elemental, en porcentaje en peso, del revestimiento de soldadura puede ser igual a la de la composicion, en base elemental, de la aleacion diluida en una cantidad que vana de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 por ciento, alternativamente de aproximadamente 10 por ciento, dependiendo de diversos factores que incluyen la composicion elemental del sustrato, el proceso de soldadura y los parametros de soldadura. Por consiguiente, la composicion anteriormente descrita del revestimiento de soldadura, en base elemental, con la excepcion del hierro y las impurezas, pueden reducirse, cada uno de ellos de forma individual, a partir de los correspondientes a la aleacion pre-soldada en aproximadamente un 5 a aproximadamente un 25 por ciento, alternativamente en aproximadamente un 10 por ciento, tras la aplicacion de la aleacion al sustrato. El revestimiento de soldadura puede tener un porcentaje en peso de hierro e impurezas mas elevado que la aleacion. En una realizacion, el revestimiento de soldadura tiene hasta aproximadamente un 1,5 por ciento en peso de impurezas, alternativamente hasta un 1 por ciento en peso de impurezas, alternativamente hasta un 0,5 por ciento en peso de impurezas. A modo de ejemplo no limitante, tras la aplicacion de la aleacion al sustrato, el porcentaje de cromo en el revestimiento por soldadura puede ser de aproximadamente 10 por ciento menor que el porcentaje de cromo de la aleacion, y el porcentaje de mquel del revestimiento de soldadura puede ser igual, mayor o menor que un 10 por ciento menos que el porcentaje de mquel de la aleacion.
En una realizacion, el revestimiento se puede tratar termicamente en un horno a una temperatura de horno mayor que aproximadamente 1200 °F (aproximadamente 648,8 °C), alternativamente a aproximadamente 1400 °F (aproximadamente 760 °C) o mas, durante aproximadamente una hora o mas dependiendo del tamano del componente. Sin pretender quedar ligado a teona alguna, el solicitante piensa que el tratamiento termico del revestimiento puede aumentar la dureza del revestimiento.
Se prepararon los revestimientos de soldadura presentados en la Tabla 1 como se describe en los ejemplos siguientes. En los ejemplos, se midieron el estiramiento y la dureza como se ha descrito anteriormente, y el analisis qmmico del contenido de carbono de los revestimientos de soldadura se llevo a cabo por medio de ASTM E 1 01903, y el analisis qmmico de los otros elementos de los revestimientos de soldadura se llevo a cabo por medio de ASTM E572-02a (2006).
Tabla 1 Propiedades de Traccion a Temperatura Ambiente de los Revestimientos de Soldadura
Muestra de Revestimiento de Soldadura
YS ksi (MPa)* UTS ksi (MPa)** % de Estiramiento
Metal de Relleno "A"
101,9 (703) 129,7 (894) 3,0
91,7 (632) 113,4 (782) 3,0
Metal de Relleno "B"
86,2 (594) 130,0 (897) 17,0
79,7 (550) 128,1 (883) 18,0
Metal de Relleno "C"
96,2 (663) 128,5 (886) 5,0
92,8 (640) 137,1 (946) 10,0
* YS ksi significa el lfmite aparente de fluencia tal y como se mide en kilo-libras de fuerza por pulgada cuadrada (los valores tambien se proporcionan en megapascales, MPa) ** UTS ksi significa la resistencia a la traccion final tal y como se mide en kilo-libras de fuerza por pulgada cuadrada (los valores tambien se proporcionan en megapascales, MPa)
Ejemplo 1
Se revistio por soldadura un Metal de Relleno "A" que incluyo 1,1 % en peso de carbono, 21 % en peso de cromo, 2,8% en peso de mquel, 0,6% en peso de molibdeno, 1,0% en peso de manganeso, 1,0% en peso de silicio y hierro de equilibrio mas impurezas, sobre una plancha de acero al carbono de tres cuartos de pulgada (1,90 cm) de espesor, sobre un area de aproximadamente 3 pulgadas (7,6 cm) de anchura por 15 pulgadas (38,1 cm) de largo.
5
10
15
20
25
30
35
40
Se uso soldadura por arco de metal-gas para preparar una muestra de revestimiento por soldadura en un modo de progresion horizontal con los siguientes parametros de soldadura: 26 voltios, 190-200 amperios, 23 pulgadas por minuto ("ipm") (58,42 cm por minuto) de velocidad de avance, 235 ipm (596,9 cm por minuto) de velocidad de alimentacion de alambre usando argon de 98 % y gas de proteccion de oxfgeno al 2 %. El analisis qmmico del revestimiento de soldadura tuvo como resultado 18,4 % en peso de cromo, 1,02 % en peso de carbono, 2,5 % en peso de mquel junto con otros elementos menores. El revestimiento de soldadura exhibio valores de dureza de Rockwell "C" que variaron de RC 34 a RC 38. Se prepararon muestras de ensayo de traccion planas por duplicado sometiendo a maquinizado tanto el acero del sustrato como la superficie de revestimiento no uniforme. Ambas muestras se sometieron a ensayo de traccion y ambos ensayos tuvieron como resultado un estiramiento de un 3 %.
Ejemplo 2
Se revistio por soldadura un Metal de Relleno "B" que incluyo 0,93 % en peso de carbono, 19,8 % en peso de cromo, 6,7% en peso de mquel, 0,7% en peso de molibdeno, 1,9% en peso de manganeso, 1,4% en peso de silicio y
hierro de equilibrio mas impurezas, sobre una plancha de acero al carbono que tema las mismas dimensiones que
en el Ejemplo 1. Se uso soldadura por arco de metal-gas para preparar una muestra de revestimiento por soldadura en un modo de progresion horizontal con los siguientes parametros de soldadura: 25 voltios, 195-205 amperios, 28 pulgadas por minuto ("ipm") (71,12 cm por minuto) de velocidad de avance, 310 ipm (787,4 cm por minuto) de velocidad de alimentacion de alambre usando argon de 98 % y gas de proteccion de oxfgeno al 2 %. El analisis qmmico del revestimiento de soldadura tuvo como resultado 0,84 % en peso de carbono, 17,5 % en peso de cromo, 6,6 % en peso de mquel, 1,3 % en peso de manganeso, 0,6 % en peso de molibdeno, 1,2 % en peso de silicio y
hierro de equilibrio junto con impurezas. El revestimiento de soldadura exhibio valores de dureza de Rockwell "C"
que variaron de RC 29 a RC 34. Se prepararon muestras de ensayo de traccion planas por duplicado sometiendo a maquinizado tanto el acero del sustrato como la superficie de revestimiento no uniforme. Un primer ensayo de traccion dio como resultado un estiramiento de un 17% y un segundo ensayo de traccion dio como resultado un estiramiento de un 18 %.
Ejemplo 3
Se revistio por soldadura un Metal de Relleno "C" que incluyo 1,08% en peso de carbono, 24,77% en peso de cromo, 6,74 % en peso de mquel, 0,56 % en peso de molibdeno, 1,99 % en peso de manganeso, 1,5 % en peso de silicio y hierro de equilibrio mas impurezas, sobre una plancha de acero al carbono que tema las mismas dimensiones que en el Ejemplo 1. Se uso soldadura por arco de metal-gas para preparar una muestra de revestimiento por soldadura en un modo de progresion horizontal con los siguientes parametros de soldadura: 25 voltios, 195-205 amperios, 28 ipm (71,12 cm por minuto) de velocidad de avance, 310 ipm (787,4 cm por minuto) de velocidad de alimentacion de alambre usando argon de 98 % y gas de proteccion de oxfgeno al 2 %. El analisis qmmico del revestimiento de soldadura tuvo como resultado 1,06 % en peso de carbono, 22,9 % en peso de cromo, 6,1 % en peso de mquel, 0,52 % en peso de molibdeno, 2,15 % de manganeso y 1,39 % en peso de silicio mas impurezas. Se encontro que la dureza del revestimiento de soldadura exhibio valores de dureza de Rockwell "C" que variaron de RC 30 a RC 32. Se prepararon muestras de ensayo de traccion planas por duplicado sometiendo a maquinizado tanto el acero del sustrato como la superficie de revestimiento no uniforme. Un primer ensayo de traccion dio como resultado un estiramiento de un 5 % y un segundo ensayo de traccion dio como resultado un estiramiento de un 10 %.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Una aleacion de soldadura de temple superficial que se puede aplicar por medio de soldadura para formar un revestimiento sin fisuras sobre la superficie de un componente de planta para proteger el componente de sustrato frente a la corrosion a temperature elevada y el desgaste por erosion; en la que
    (a) la aleacion de soldadura de temple superficial comprende de un 0,5 por ciento en peso a un 2 por ciento en peso de carbono, de un 15 por ciento en peso a un 25 por ciento en peso de cromo, de un 4 por ciento en peso a un 12 por ciento en peso de rnquel, hasta un 3 por ciento en peso de manganeso, hasta un 2,5 por ciento en peso de silicio, hasta un 1 por ciento en peso de circonio, hasta un 3 por ciento en peso de molibdeno, hasta un 3 por ciento en peso de wolframio, hasta un 0,5 por ciento en peso de boro, siendo el equilibrio hierro junto con impurezas, y
    (b) la relacion de cromo con respecto a rnquel debena estar en el intervalo de 2 a 4,5.
  2. 2. Una aleacion de soldadura de temple superficial que se puede aplicar por medio de soldadura para formar un revestimiento sin fisuras sobre la superficie de un componente de planta para proteger el componente de sustrato frente a la corrosion a temperatura elevada y el desgaste por erosion; en la que
    (a) la aleacion de soldadura de temple superficial comprende de un 0,7 por ciento en peso a un 1,5 por ciento en peso de carbono, de un 18 por ciento en peso a un 25 por ciento en peso de cromo, de un 5 por ciento en peso a un 10 por ciento en peso de rnquel, hasta un 2 por ciento en peso de manganeso, hasta un 2 por ciento en peso de silicio, hasta un 0,5 por ciento en peso de circonio, hasta un 2 por ciento en peso de molibdeno, hasta un 2 por ciento en peso de wolframio, hasta un 0,5 por ciento en peso de boro, siendo el equilibrio hierro junto con hasta 0,5 por ciento en peso de impurezas, y
    (b) la relacion de cromo con respecto a rnquel debena estar en el intervalo de 2 a 4,5.
  3. 3. Un metodo de revestimiento por soldadura de un sustrato que comprende: aplicar la aleacion de soldadura de la reivindicacion 1 o 2 al sustrato para formar un revestimiento, en el que el sustrato esta formado por un material escogido entre el grupo que consiste en acero al carbono, acero de baja aleacion, acero de Cr-Mo y acero inoxidable.
  4. 4. El metodo de la reivindicacion 3, que ademas comprende un tratamiento termico del revestimiento a temperaturas por encima de aproximadamente 649 °C (1200 °F).
  5. 5. El metodo de la reivindicacion 3 o 4, en el que el sustrato es al menos una parte de una pantalla de agua de una caldera.
  6. 6. El metodo de la reivindicacion 3 o 4, en el que el sustrato es al menos una parte de un recipiente de procesado o equipo de procesado.
  7. 7. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6 anteriores, en el que la aleacion de soldadura de la reivindicacion 1 o 2 se aplica al sustrato por medio de un metodo de soldadura escogido entre el grupo, que incluye, pero sin limitarse a, soldadura de arco-metal-gas, soldadura de arco-wolframio-gas, soldadura de arco sumergida, soldadura de electro-escoria, soldadura de arco de transferencia de plasma y soldadura laser.
  8. 8. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7 anteriores, en el que el revestimiento tiene una dureza que vana de valores de Rockwell "C" RC 25 o mayores; alternativamente que tiene una dureza que vana desde valores de Rockwell "C" RC 30 a RC 45, o mayores.
ES10785286.5T 2009-11-25 2010-11-23 Aleación, revestimiento y sus métodos Active ES2641951T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US689637 1985-01-07
US26461209P 2009-11-25 2009-11-25
US264612P 2009-11-25
US12/689,637 US9808877B2 (en) 2009-11-25 2010-01-19 Alloy, overlay, and methods thereof
PCT/US2010/057852 WO2011066307A2 (en) 2009-11-25 2010-11-23 Alloy, overlay, and methods thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2641951T3 true ES2641951T3 (es) 2017-11-14

Family

ID=44061340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10785286.5T Active ES2641951T3 (es) 2009-11-25 2010-11-23 Aleación, revestimiento y sus métodos

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9808877B2 (es)
EP (1) EP2504122B1 (es)
KR (1) KR101766501B1 (es)
CN (1) CN102892546B (es)
BR (1) BR112012012946A2 (es)
CA (1) CA2781851C (es)
CL (1) CL2012001367A1 (es)
DK (1) DK2504122T3 (es)
ES (1) ES2641951T3 (es)
HU (1) HUE036831T2 (es)
MX (1) MX348213B (es)
PL (1) PL2504122T3 (es)
WO (1) WO2011066307A2 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH704427A1 (de) * 2011-01-20 2012-07-31 Alstom Technology Ltd Schweisszusatzwerkstoff.
WO2015021219A1 (en) 2013-08-07 2015-02-12 Azz Wsi Llc Flat bar and method of making same
JP6016742B2 (ja) * 2013-09-12 2016-10-26 三菱重工業株式会社 溶射膜又は肉盛溶接層の材料選定方法及び装置
EP3062955A4 (en) 2013-10-31 2017-08-30 Vermeer Manufacturing Co., Inc Hardfacing incorporating carbide particles
US9321117B2 (en) * 2014-03-18 2016-04-26 Vermeer Manufacturing Company Automatic system for abrasive hardfacing
US9586289B2 (en) 2014-04-30 2017-03-07 Alabama Specialty Products, Inc. Cladding apparatus and method
EP3536438B1 (en) * 2015-12-18 2021-07-21 Autotech Engineering S.L. Methods for joining two blanks and blanks and products obtained

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE621740C (de) * 1928-03-06 1935-11-13 Fried Krupp Akt Ges Die Verwendung einer Eisen-Chrom-Nickel-Silicium-Kohlenstoff-Legierung fuer hochfeuerbestaendige Gegenstaende
US3165400A (en) * 1961-06-27 1965-01-12 Chrysler Corp Castable heat resisting iron alloy
US3990892A (en) * 1972-03-28 1976-11-09 Kabushiki Kaisha Fujikoshi Wear resistant and heat resistant alloy steels
US4015100A (en) * 1974-01-07 1977-03-29 Avco Everett Research Laboratory, Inc. Surface modification
JPS63103050A (ja) 1986-10-17 1988-05-07 Tokushu Denkyoku Kk 硬化肉盛溶接金属
US4803045A (en) * 1986-10-24 1989-02-07 Electric Power Research Institute, Inc. Cobalt-free, iron-base hardfacing alloys
US4929419A (en) * 1988-03-16 1990-05-29 Carpenter Technology Corporation Heat, corrosion, and wear resistant steel alloy and article
JPH09257190A (ja) * 1996-03-26 1997-09-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ボイラチューブの表面処理方法
US7028882B2 (en) * 2004-02-02 2006-04-18 General Electric Company Process and apparatus for boiler tube panel welding and straightening
US8669491B2 (en) * 2006-02-16 2014-03-11 Ravi Menon Hard-facing alloys having improved crack resistance
US8124007B2 (en) * 2006-02-16 2012-02-28 Stoody Company Stainless steel weld overlays with enhanced wear resistance
US8419868B2 (en) * 2007-03-23 2013-04-16 Aquilex Holdings Llc Process and method to increase the hardness of Fe-Cr-C weld overlay alloy

Also Published As

Publication number Publication date
KR101766501B1 (ko) 2017-08-08
CA2781851A1 (en) 2011-06-03
DK2504122T3 (en) 2017-10-23
WO2011066307A3 (en) 2013-04-04
CN102892546A (zh) 2013-01-23
HUE036831T2 (hu) 2018-08-28
US20110120977A1 (en) 2011-05-26
CN102892546B (zh) 2017-04-26
KR20120095453A (ko) 2012-08-28
EP2504122B1 (en) 2017-07-19
BR112012012946A2 (pt) 2017-03-01
WO2011066307A2 (en) 2011-06-03
CA2781851C (en) 2019-03-26
MX348213B (es) 2017-06-06
EP2504122A2 (en) 2012-10-03
US9808877B2 (en) 2017-11-07
MX2012006086A (es) 2013-04-03
PL2504122T3 (pl) 2017-12-29
CL2012001367A1 (es) 2013-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2641951T3 (es) Aleación, revestimiento y sus métodos
Arun et al. Multi-pass arc welding techniques of 12 mm thick super-duplex stainless steel
ES2423307T3 (es) Metales de relleno para soldadura fuerte basados en hierro resistentes al calor y a la corrosión
Bettahar et al. Microstructure and mechanical behavior in dissimilar 13Cr/2205 stainless steel welded pipes
CN103717767A (zh) Ni基耐热合金
CA2988556C (en) Austenitic heat-resistant alloy and welded structure
KR20120076380A (ko) 내수증기 산화성이 뛰어난 오스테나이트계 스테인리스 강관 및 그 제조 방법
ES2624432T3 (es) Aleación a base de Ni para soldar material y alambre, barra y polvo de soldar
Allahkaram et al. Investigation of weldability and property changes of high pressure heat-resistant cast stainless steel tubes used in pyrolysis furnaces after a five-year service
JP4835770B1 (ja) オーステナイト系耐熱鋼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
CA2988557C (en) Austenitic heat-resistant alloy and welded structure
Lee et al. Characteristics of dissimilar welding of alloy 690 to 304L stainless steel
Kannan et al. Stress corrosion cracking behavior of Nd: YAG laser butt welded AZ31 Mg sheet
Chang et al. Infrared brazing Ti–6Al–4V and Mo using the Ti–15Cu–15Ni braze alloy
ES2833354T3 (es) Alambre para soldadura por arco sumergido
Korrapati et al. Assessment of mechanical properties of PCGTA weldments of Inconel 625
KR102354868B1 (ko) 니켈-크롬-몰리브덴 합금의 용도
Nishimoto et al. Microcracking in multipass weld metal of alloy 690 Part 3–Prevention of microcracking in reheated weld metal by addition of La to filler metal
Gou et al. Stress corrosion cracking behavior of 4.19% Zn-1.34% Mg (A7N01S-T5) aluminum alloy welded joints
JP2014001437A (ja) オーステナイト系耐熱部材
ES2755700T3 (es) Un método para juntar una aleación de FeCrAl con una aleación de FeNiCr utilizando un metal de relleno mediante soldadura
Chu et al. Microstructure and Corrosion Behavior of Ni-Cr-Mo Nickel-based Alloy Weld
Srinivasan et al. Environmental cracking behavior of submerged arc-welded supermartensitic stainless steel weldments
JP2017202493A (ja) オーステナイト系耐熱鋼用溶接材料
Paranthaman et al. Analysis of structure property relationship of super duplex stainless steel AISI 2507 weldments for severe corrosive environments