[发明专利]高强度耐热钢气体保护焊丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度耐热钢气体保护焊丝及其制备方法，其特征在于，其化学元素质量百分比为:C:0.05‑0.12%、Si:0.55‑0.75%、Mn:1.5‑2.0%、Ti:0.02‑0.05%、Mo:0.4‑0.8%、Cr:0.5‑2.0%、Nb:0.5‑1.5%、Zr:0.1‑0.4%、Co:0.01‑0.05%、La:0.01‑0.05%；其它杂质元素单个含量≤0.05%，其它杂质元素总含量≤0.15%，余量为Fe。本发明高强度耐热钢气体保护焊丝焊接后熔敷金属的综合力学性能良好，同时焊缝组织具有高强度、高抗裂性和高韧性；适用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等结构件的焊接。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种高强度耐热钢气体保护焊丝及其制备方法。

背景技术

耐热钢是指在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢（或称高温不起皮钢）和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。耐热钢的性能正向高强度、高耐热的方向发展，以降低材料消耗，减轻结构重量、提高结构性能和安全性。这将对耐热钢焊接接头的强韧性，进而对焊接材料和焊接工艺提出了更高的要求。

但目前与高强度耐热钢匹配的焊接材料研制相对滞后，导致高强度耐热钢的推广及应用受到制约。同时高强耐热钢强度不断提高，焊接问题也日益突出，如高强耐热钢焊接接头易出现裂纹敏感性增加，接头区性能恶化等严重问题。因此迫切需要研制具有优良焊接工艺性的高强度、耐热性且抗裂性良好的气体保护焊丝。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种焊丝熔敷金属的综合力学性能良好，同时焊缝组织具有高强度、高抗裂性和高韧性的高强度耐热钢气体保护焊丝及其制备方法，适用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等结构件的焊接。

本发明是这样实现的：

一种高强度耐热钢气体保护焊丝，其化学元素质量百分比为:

C:0.05-0.12%、Si:0.55-0.75%、Mn:1.5-2.0%、Ti:0.02-0.05%、Mo:0.4-0.8%、Cr:0.5-2.0%、Nb:0.5-1.5%、Zr:0.1-0.4%、Co:0.01-0.05%、La:0.01-0.05%；其它杂质元素单个含量≤0.05%，其它杂质元素总含量≤0.15%，余量为Fe。

进一步优选，所述高强度耐热钢气体保护焊丝，其化学元素质量百分比为:

C:0.06-0.08%、Si:0.60-0.70%、Mn:1.8-2.0%、Ti:0.03-0.04%、Mo:0.4-0.8%、Cr:0.5-2.0%、Nb:0.5-1.5%、Zr:0.2-0.3%、Co:0.02-0.04%、La:0.02-0.04%；其它杂质元素单个含量≤0.05%，其它杂质元素总含量≤0.15%，余量为Fe。

本发明各化学成分主要作用如下：C可以提高焊接组织的强度，但在高强耐热钢焊缝中也是致脆元素，影响焊缝金属的抗裂性能和冲击韧性；Si作为脱氧元素，可以防止铁与氧化合，并可在熔池中还原FeO；Mn是良好的脱氧剂，能提高焊缝组织的强度和耐磨性；Ti是一种强烈的脱氧元素，能细化晶粒，改善焊接性能；Mo能提高焊缝组织的高温强度、耐磨性、蠕变强度及持久强度，改善焊缝组织的耐腐蚀性；Cr能提高焊缝组织的强度和硬度而塑性和韧性降低不大，具有很强的耐蚀、耐酸的能力；Nb能细化晶粒和降低熔敷金属的过热敏感性及回火脆性，提高强度；Zr可以提高熔敷金属低温冲击韧性和冲击韧性的稳定性；Co 能够提高焊缝组织的耐热性及抗裂性；La能够改善焊缝组织的韧性和抗拉强度。