[发明专利]一种镍基合金焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，特别涉及一种镍基合金焊丝，主要用于镍基合金体系中耐蚀合金的焊接或者耐蚀合金与碳钢、不锈钢等异种钢的焊接使用。

背景技术

在ASME标准中5.14（Specification for Nickel and Nickel Alloy Bare Welding Electrodes and Rods）相关的镍基合金焊丝标准ERNiCrFe-7成分为：C≤0.04%，Mn≤1.0%，Si≤0.5%，Cr28-31.5%，Mo≤0.5%，（Nb+Ta）≤0.1%，Ti≤1.0%，Al≤1.10%，Fe7-11%，S≤0.015%，P≤0.02%，余者为Ni，以及其他不可避免的杂质元素。

中国专利号98116301是一种适合制造用于焊接超级双相或超级奥氏体不锈钢的金属丝的镍基合金，指出成分为24.5%＜Cr≤26.5%，13.5≤Mo≤16.5%，余量为镍、任选的一种或多种辅助合金成分和工艺所带入的杂质，该辅助合金成分选自氮，铝和镁，并由此制造的电极。

中国专利号94102564给出的是一种镍基合金，其化学成分（重量%）为：Cr20~35%，Cu或Si0.5~1.5%，RE0.01~0.3%，C0.01~0.2%，Fe＜2%，余为Ni。

中国专利号200910227721给出的是一种镍基焊条，主要针对的是焊条药皮的配方组成和含量。

中国专利号200580039370提出了一种镍基高温合金，其化学组成（以重量%表示）：7.7-8.3Cr、5.0-5.25Co、2.0-2.1Mo、7.8-8.3W、5.8-6.1Ta、4.9-5.1Al、1.3-1.4Ti、0.11-0.15Si、0.11-0.15Hf、200-750ppmC、50-400ppmB、0.1-5ppmS、5-100ppmY和／或5-100ppmLa。

中国专利号200710144527是一种镍基焊丝，其主要成分要求为C0.047%，Si0.26%，Mn2.67%，P0.02%，S0.006%，Ni73.0%，Cr19.51%，Ti0.28%，Nb2.66%，Fe1.48%，Cu0.064%等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍基合金焊丝，能够使用耐蚀合金要求的镍基合金板材焊接，其熔敷金属具有如下性能指标：屈服强度（σ_s）≥550MPa、抗拉强度（σ_b）≥750MPa、延伸率（δ）≥40%、冲击韧性（A_KV，20℃）≥90J/cm²。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种镍基合金焊丝，其化学成分重量百分比为：C0.01~0.1%，Mn≤0.5%，Si≤0.5%，Cr29～32%，Mo3~4%，Nb+Ta2~3%，Ti0.2~1.0%，Al0.3~1.0%，Fe7~9%，S≤0.005%，P≤0.01%，其余为Ni，且Ni≤55%，及不可避免杂质。

在本发明成分设计中：

本发明焊接材料采用Ni-Cr-Fe合金系统，在严格控制S、P元素含量的基础上，适当加入少量的Mo、Nb或Ta等元素。

C，是金属强化元素有效元素之一，同时也是镍基合金体系中保证高温强度重要元素之一，一定量C元素是必不可少的，但是C含量过多，将与合金体系中的Fe、Cr等元素结合，形成M₂₃C₆等碳化物，降低焊缝金属的腐蚀性能。根据焊缝热裂纹产生的机理，即由于晶粒间界面结合力弱于晶间结合强度的时候，在焊缝冷却过程中的拉伸应力的作用下，将产生裂纹，而间隙原子C是产生热裂纹的主要影响元素之一，因此为了避免或者降低焊缝金属热裂纹的敏感性，控制C含量在0.1%以内。