[发明专利]一种Cr-Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条及其制备方法

说明书

一种Cr‑Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条及其制备方法。本发明属于焊接材料技术领域。本发明的目的是研制一种焊缝成形平整、美观，具有优良抗裂性和抗晶间腐蚀能力的节镍经济型奥氏体不锈钢堆焊焊条。本发明的一种Cr‑Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条由焊芯和药皮组成，所述药皮按质量分数由金红石、云母粉、钛酸钾、电解金属锰、萤石、钾长石、大理石、冰晶石、碱、金属铬粉和铌粉制备而成。方法：先将物料混合得到药皮，然后将药皮与纯钠水玻璃混合均匀，再包覆于焊芯上，经过低温和高温烘焙后得到焊条。本发明的焊条利用锰、氮相结合代替合金元素镍以获得奥氏体组织，制造成本低，且可以提高材料抗裂性和耐腐蚀能力。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种Cr-Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条及其制备方法。

背景技术

目前，随着我国不锈钢产业的迅猛发展，不锈钢的消费量也在飞速增长，但是我国的镍资源比较贫乏，国内镍资源的供给无法满足不锈钢产业增长对镍的需求，国内每年镍资源消耗总量的大约70％依赖国外进口，这对于国家经济发展而言是一项巨大的财政支出，同时也让国内发展受制于人；镍是比较稀缺且价格昂贵的元素，特别是在战争时期，由于镍也是战略物资，因此镍的供应更为紧张；而在和平时期，不锈钢的成本和售价也是随着镍价的涨跌而波动。因此大力发展节镍经济型奥氏体不锈钢具有特殊重要的意义。

气化炉设备法兰材质为Cr-Mo钢锻件，其内表面和密封面需堆焊不锈钢材质，起到耐腐蚀作用，堆焊过渡层通常采用E309L焊条，堆焊耐蚀层通常采用E347或E316的专用焊材，按照GB/T 983—2012标准中要求，E347堆焊焊条的Ni含量为9.0～11.0％，E316堆焊焊条的Ni含量更高为11.0～14.0％，而节镍经济型奥氏体不锈钢的Ni含量仅仅为2.0％左右，显而易见，新型节镍奥氏体不锈钢堆焊焊条的Ni含量降低78～86％，价格会降低35～45％，大大降低制造成本，但适用于气化炉设备法兰材质为Cr-Mo钢锻件的节镍奥氏体不锈钢堆焊焊条研发截至目前为空白，迄今为止未见相关文献报道。

因此，研发新型节镍经济型奥氏体不锈钢堆焊焊条，提高堆焊耐蚀层表面的抗腐蚀能力具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是研制一种焊缝成形平整、美观，具有优良抗裂性和抗晶间腐蚀能力的节镍经济型奥氏体不锈钢堆焊焊条，而提供了一种Cr-Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条及其制备方法。

本发明的一种Cr-Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条由焊芯和药皮组成，所述药皮按质量分数由金红石40％～45％、云母粉5％～9％、钛酸钾1％～3％、电解金属锰4％～8％、萤石6％～8％、钾长石10％～14％、大理石8％～12％、冰晶石0.5％～1.5％、碱0.5％～1.5％、金属铬粉8％～12％和铌粉1％～3％制备而成。

进一步限定，所述按质量分数由金红石42％、云母粉7％、钛酸钾2％、电解金属锰6％、萤石7％、钾长石12％、大理石10％、冰晶石1％、碱1％、金属铬粉10％和铌粉2％制备而成。

进一步限定，所述焊芯的化学成分及质量百分含量为C：0.05％～0.07％、Si：0.40％～0.60％、Mn：6.00％～8.00％、S≤0.010％、P：0.025％～0.035％、Cr：18.00％～19.00％、Ni：2.00％～3.20％，Cu:1.00％～3.00％，N：0.20％～0.30％和余量的Fe。

进一步限定，所述焊芯的化学成分及质量百分含量为C：0.06％、Si：0.51％、Mn：7.22％、S：0.004％、P：0.035％、Cr：18.75％、Ni：3.09％，Cu:2.12％，N：0.26％和余量的Fe。

进一步限定，所述电解金属锰的化学成分及其质量分数为Mn≥99.7％、C≤0.04％、S≤0.05％、P≤0.005％。

本发明的一种Cr-Mo钢法兰锻件堆焊用节镍型奥氏体不锈钢焊条的制备方法按以下步骤进行：