[发明专利]一种GH4169高温合金管材专用焊材

说明书

技术领域

本发明涉及高温合金高温焊材的制备技术，特别提供了一种GH4169高温合金管材专用焊材，具体提供了一种GH4169高温合金管材专用焊管。

背景技术

GH4169高温合金管材许多情况下需要进行管—管焊接，一直以来没有能够开发相匹配的专用焊接材料，在实际生产过程中发现，焊接接头性能并不能满足设计指标要求，尤其是δ5％远低于管材母材的性能指标值。因此开发出GH4169高温合金专用焊接材料，即一种能够具有良好焊接性能的专用管材焊接件，显得尤为迫切和必要。本发明从研究焊接材料成分配比、冶炼工艺等影响焊接接头性能的根本因素出发，并探索出铸锭轧制、精密管材的合适加工工艺和热处理制度，完成了焊接工艺性能、焊缝力学性能试验，直到最后获得与母材性能指标要求一致的焊接接头，从而研制成功一种GH4169高温合金管材专用焊接材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种GH4169高温合金管材专用焊材。

本发明提供一种GH4169高温合金管材专用焊材，所述的GH4169高温合金管材专用焊材化学组成为，重量百分比：

Mo       3.0～3.31；

Al       0.45～0.65；

Ti       0.8～1.2；

Nb           5.0～5.7；

Mn           0.35～0.65；

C            0.02～0.03；

Ni           50～55；

余量为铁及杂质。

本发明提供的GH4169高温合金管材专用焊材，所述的杂质中包括Si、S、P、B、Co，其中Si≤0.0080，S≤0.0050，P≤0.0050，B≤0.002，Co≤0.002。

本发明提供的GH4169高温合金管材专用焊材的焊后热处理工艺，焊接接头依次经过固溶处理、时效处理，具体为：

固溶处理：990℃～1200℃保温20～40min，优选1030±10℃保温30min，水冷；

时效处理：700℃～750℃保温8～12h，优选720±10℃保温10h，空冷。

本发明提供的GH4169高温合金管材专用焊材，施焊后的焊接接头经过固溶、时效热处理，可以在保证焊接接头强度、硬度的同时，使焊接接头具有≥18％的延伸率。

附图说明

图1为热处理后的焊接接头金相照片

图2为焊接接头的晶间腐蚀实验结果照片

图3为焊接接头热影响的金相组织照片

图4为焊缝接头的焊缝区的金相组织照片

图5为热处理工艺处理后部分焊接接头的拉伸试样照片，(1)为断裂位置，试样(a)为拉伸前的试样，试样(b)、(c)为拉伸断裂后的试样，可以看出断裂位置在母材上。

具体实施方式

一、材料熔炼

1、打结坩埚：在成型MgO坩埚底部垫付100mm左右的镁砂，在周围填充镁砂并用风镐、铁钎夯实，再用水玻璃和镁砂细粉打结坩埚口，把浇道口固定；

2、烘烤坩埚：在打结好的坩埚内放入一定量的纯铁，用小功率烘烤1～2小时；

3、将称量并复检过的Ni、Fe、Mo、Cr、Nb、C等原材料放入打结并烘烤好的MgO埚中，把Al、Ti放入料斗中，然后抽真空，功率按冶炼工艺送电加热至坩埚中原料全部熔化；

4、钢液熔清后，精炼1/4小时；

5、停电并向炉内充入一定量的氩气，重新送电并调整加热功率使钢液温度保持在熔点附近，加入合金料(Al、Ti)，并加入一定量Mg-Ca合金脱氧、硫、磷；

6、调整钢液温度在熔点附近，带电加热匀速浇铸。

二、热处理、锻造

把浇注出的铸锭进行均匀化热处理：1190℃×20h，空冷，消除浇注过程中产生的δ相和Nb等元素的偏析。把钢锭重新加热，开锻温度1120℃，终锻温度：930～950℃。锻造尺寸为φ65mm×200mm。

三、管坯加工

首先把锻造后棒材进行退火热处理，温度为1020～1040℃，保温时按不少于30分钟。棒材外表面进行机加工扒皮，内孔钻孔，得到Φ60±0.25mm×12.5±0.25mm的管坯。

四、管材加工