[发明专利]高合金奥氏体不锈钢、高合金奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本申请大体上涉及材料领域。更具体地，本申请涉及不锈钢焊接领域。

背景技术

燃煤发电过程产生大量的SO_X、NO_X、CO₂等有害气体污染环境，发展超超临界燃煤机组，即通过提高蒸汽温度和压力参数，进而大幅度提高电厂锅炉的效率，降低煤耗和污染物排放，是实现节能减排的最重要的手段，也是世界各国火电机组的技术发展主流。目前主流技术为600℃超超临界机组。随着火电锅炉蒸汽和压力参数提高，对锅炉用材料提出越来越高的要求。其中过热器管和再热器管是超超临界电站锅炉中温度压力参数最高、腐蚀环境最恶劣的部件，目前该部件锅炉管主要使用TP310HCbN(S31042)。近年来国内外600℃超超临界电站蓬勃发展，由于锅炉管在安装过程中经过大量的焊接工序，锅炉厂和电建公司对TP310HCbN(S31042)的焊接量与日俱增，对焊丝的需求量巨大。

由于锅炉管在运行过程中对高温持久强度和耐高温蒸汽腐蚀性能的要求较高，大量焊接接头容易成为失效的薄弱环节，因此要求焊接后焊缝的质量和性能不低于母材，因此，选择合适的焊丝材料极为关键。目前TP310HCbN配套焊丝在国内没有供应，锅炉厂和电厂只好采用ERNiCr-3、Inconel 617等镍基焊丝作为替代。然而镍基焊丝不仅价格昂贵，而且存在粘度大、流动性差等缺点，在焊接过程中容易产生液化裂纹和气孔，同时高Mo含量增加有害σ相析出倾向，对焊缝持久和腐蚀性能极为不利。因此，需要开发一种适用于TP310HCbN 锅炉管的配套焊丝，从而满足超超临界电站锅炉管的焊接和使用要求。

发明内容

一方面，本申请涉及高合金奥氏体不锈钢，按重量百分比计，其含有：C 0.04-0.12，Si≤0.5，Mn 1.0-2.0，P≤0.01，S≤0.002，Cr 22-30， Ni 17-25，Cu 2.0-4.0，Nb 0.2-0.6，Mo 0.5-1.3，W 0.1-0.3，N 0.15-0.4， B 0.001-0.01，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

另一方面，本申请涉及含有高合金奥氏体不锈钢的焊丝，其中按重量百分比计，所述高合金奥氏体不锈钢含有：C 0.04-0.12，Si≤0.5， Mn 1.0-2.0，P≤0.01，S≤0.002，Cr 22-30，Ni 17-25，Cu 2.0-4.0，Nb 0.2-0.6，Mo 0.5-1.3，W 0.1-0.3，N 0.15-0.4，B 0.001-0.01，余量为Fe 及其他不可避免的杂质。

再一方面，本申请涉及焊接超超临界电站锅炉管的方法，其包括使用含有高合金奥氏体不锈钢的焊丝进行焊接，其中按重量百分比计，所述高合金奥氏体不锈钢含有：C 0.04-0.12，Si≤0.5，Mn 1.0-2.0，P≤ 0.01，S≤0.002，Cr 22-30，Ni 17-25，Cu 2.0-4.0，Nb 0.2-0.6，Mo 0.5-1.3， W 0.1-0.3，N 0.15-0.4，B 0.001-0.01，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

又一方面，本申请涉及焊接再热器用奥氏体不锈钢管的方法，其包括使用含有高合金奥氏体不锈钢的焊丝进行焊接，其中按重量百分比计，所述高合金奥氏体不锈钢含有：C 0.04-0.12，Si≤0.5，Mn 1.0-2.0， P≤0.01，S≤0.002，Cr 22-30，Ni 17-25，Cu 2.0-4.0，Nb 0.2-0.6，Mo 0.5-1.3，W 0.1-0.3，N 0.15-0.4，B 0.001-0.01，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

另一方面，本申请涉及含有高合金奥氏体不锈钢的焊缝，其中按重量百分比计，所述高合金奥氏体不锈钢含有：C 0.04-0.12，Si≤0.5， Mn 1.0-2.0，P≤0.01，S≤0.002，Cr 22-30，Ni 17-25，Cu 2.0-4.0，Nb 0.2-0.6，Mo 0.5-1.3，W 0.1-0.3，N 0.15-0.4，B 0.001-0.01，余量为Fe 及其他不可避免的杂质。

再一方面，本申请涉及制造高合金奥氏体不锈钢焊丝的方法，其包括：

a)采用真空感应熔炼(VIM)+电渣重熔(ESR)或真空感应熔炼(VIM)+真空电弧重熔(VAR)对母材进行冶炼，从而得到铸锭；