一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料，涉及焊接材料领域，按质量百分比计，由以下化学成分组成：C≤0.5%，Cr 16.0～18.0%，Fe 6.0～10.0%，Mn≤1.0%，Nb 1.5～3.0%，Si 0.6～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥70.0%。由该焊接材料得到的焊缝表面形貌良好，不仅具有优异的耐腐蚀性能和常温力学性能，而且表现出了明显提高的高温力学性能，能够极大地提升产品的质量和使用寿命。

A welding material for ZG35Cr24Ni7SiN

The invention discloses a welding material for ZG35Cr24Ni7SiN, which relates to the field of welding materials. According to the mass percentage, it consists of the following chemical components: C < 0.5%, Cr 16.0-18.0%, Fe 6.0-10.0%, Mn < 1.0%, Nb 1.5-3.0%, Si 0.6-1.0%, S < 0.015%, P < 0.015%, Ni < 70.0%. The surface morphology of the welded seam obtained by this welding material is good. It not only has excellent corrosion resistance and mechanical properties at room temperature, but also shows obvious improvement of high temperature mechanical properties, which can greatly improve the quality and service life of the products.

【技术实现步骤摘要】
一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料
本专利技术属于焊接材料
，具体涉及一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料。
技术介绍
耐高温铸造合金ZG35Cr24Ni7SiN，具有如下化学成分（质量百分比）：C0.3～0.4%，Cr23.0～25.0%，Ni7.0～8.5%，Mn0.8～1.5%，Si1.3～2.0%，S≤0.03%，P≤0.03%，Fe余量。该合金具有优异的耐高温腐蚀、抗氧化和冷热加工性能，被广泛应用于石化领域。合金应用离不开焊接，而焊缝质量是金属产品整体性能（如力学性能、抗腐蚀性能）的一个重要影响因素。若焊接材料选用不当或质量不佳，则焊缝将成为产品整体性能的“短板”。因此，配套的焊接材料被认为是合金研发领域的一个重要组成部分。目前，用于镍基的焊接材料主要是ERNiCr-3，其化学成分为：C≤0.1%，Cr18～22%，Fe≤3.0%，Mn2.5～3.5%，Nb+Ta2.0～3.0%，Ti≤0.75%，Si≤0.5%，Cu≤0.5%，S≤0.015%，P≤0.03%，Ni≥67.0%。针对镍基热裂纹敏感性强、液体流动性差的特点，该焊接材料焊接过程中可有效避免未熔合现象，焊缝气孔率低，且常温机械性能良好。但是应用中发现，ERNiCr-3作为ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料仍然存在不足，突出表现为焊缝高温力学性能不理想。这一缺陷使得ZG35Cr24Ni7SiN产品在高温应用环境下的稳定性和安全性存在隐患，从而限制了ZG35Cr24Ni7SiN产品在某些对力学性能有要求的高温环境下的应用。考虑到ZG35Cr24Ni7SiN在实际应用中多处于高温环境，研发性能特别是高温力学性能更佳的配套焊接材料就显得尤为必要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料。由该焊接材料得到的焊缝不仅具有良好的表面形貌（不会出现裂纹、气孔、咬边等缺陷）和耐腐蚀性能，而且具有优异的常温和高温力学性能，能够极大地提升产品的质量和使用寿命。本专利技术提供的一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料，按质量百分比计，由以下化学成分组成：C≤0.5%，Cr16.0～18.0%，Fe6.0～10.0%，Mn≤1.0%，Nb1.5～3.0%，Si0.6～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥70.0%。优选地，本专利技术的焊接材料中，C≤0.5%，Cr16.0～17.0%，Fe7.0～8.0%，Mn≤0.7%，Nb2.0～2.5%，Si0.8～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥72.0%。更为优选地，本专利技术焊接材料中，C0.3%，Cr16.8%，Fe7.2%，Mn0.4%，Nb2.45%，Si0.85%，S0.002%，P0.002%，Ni余量。本专利技术用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料可以以本领域常规的各种形式使用，例如：焊丝。由已知成分的焊接材料制备焊丝的工艺对于本领域技术人员而言是公知的。例如，可以经拉拔、校直和切断步骤制备焊丝。根据使用需要，焊丝可被制成各种尺寸。本专利技术的目的还在于提供上述焊接材料在焊接ZG35Cr24Ni7SiN中的用途。使用本专利技术的焊接材料进行ZG35Cr24Ni7SiN焊接时可采用已知的各种常规焊接工艺，包括但不限于熔化极气体保护焊、非熔化极气体保护焊、自动焊等，其中优选采用无需预热和热处理的非熔化极气体保护焊（GTAW）工艺。本专利技术的焊接材料和焊接工艺适用于各类样式的ZG35Cr24Ni7SiN材料，包括但不限于镍基线材、板材、管材等等。相对于现有技术中用于镍基的已知焊接材料，本专利技术通过调整焊接材料中各成分的种类和比例，使得各组分之间能够发挥出更加优越的协同功能。该焊接材料焊接的焊缝不会出现裂纹、气孔、咬边等缺陷，且具有优异的耐腐蚀性能、常温和高温力学性能；相较于ERNiCr-3，它在高温力学性能方面表现出了明显优势。附图说明图1是实施例1中焊接试样采用V型对接坡口的结构示意图；图2是实施例2中焊接试样采用U型对接坡口的结构示意图。具体实施方式以下将结合实施例以对本专利技术做进一步说明，但不应将其理解为对本专利技术保护范围的限制。实施例1选用两块规格均为450mm×75mm×20mm的镍基轧制板材作为焊接试样，采用V型对接坡口，坡口型式为：钝边长度1mm，坡口角度60°。采用GTAW焊接工艺对上述焊接试样进行焊接；使用的焊机型号为WSM-4000逆变式脉冲氩弧焊机；使用的焊材是直径为φ2.4mm的焊丝，其成分为：C0.03%，Cr16.8%，Fe7.2%，Mn0.4%，Nb2.45%，Si0.85%，S0.002%，P0.002%，Ni余量。焊机与焊接试样的连接方式为直流正接。焊接过程包括以下步骤：（1）将待焊接试样的坡口表面清理干净，保持清洁干燥，然后将坡口根据上述V型对接方式对接，以点焊固定好位置，然后通氩气进行保护；（2）对焊接试样进行打底焊接，焊接电流95A，电压13V，焊速约1.0mm/s，焊满两层；（3）进行填充焊和盖面焊，焊接电流110A，电压14V，焊速约1.2mm/s。实施例2选用两段规格均为φ120mm（外径）×15mm（壁厚）×150mm（长度）的镍基管段作为焊接试样，采用U型对接坡口，坡口形式为钝边长度1mm，半径4mm，坡口角度25°。采用与实施例1相同的焊材、设备和焊接工艺，对上述焊接试样进行焊接。焊机与焊接试样的连接方式为直流正接。焊接过程包括以下步骤：（1）将待焊接试样的坡口表面清理干净，保持清洁干燥，然后将坡口根据上述U型对接方式对接，以点焊固定好位置，然后通氩气进行保护；（2）对焊接试样进行打底焊接，焊接电流90A，电压12V，焊速约0.8mm/s，焊满两层；（3）进行填充焊和盖面焊，焊接电流100A，电压13V，焊速约1.0mm/s。实施例3（对比）将实施例1中的焊材更改成直径为φ2.4mm的ERNiCr-3焊丝，其它条件不变。实施例4（对比）将实施例2中的焊材更改成直径为φ2.4mm的ERNiCr-3焊丝，其它条件不变。性能测试1、根据JB/T4730.5-2005，对焊缝表面进行渗透检测（PT）结果显示：实施例1-4的焊缝表面均未发现裂纹、气孔、咬边等缺陷，符合JB/T4730.5-2005Ⅰ级要求。2、根据JB/T4730.2-2005，对焊缝进行射线检测（RT）结果显示：实施例1-4的焊缝未发现任何缺陷，符合JB/T4730.2-2005Ⅰ级要求。3、根据GB/T228-2010，对试样取样进行常温（25℃）拉伸性能测试测试结果如表1所示。表1室温拉伸测试结果上述测试结果表明，实施例1-4的样品均符合标准要求。本专利技术的焊接材料与ERNiCr-3在应用于ZG35Cr24Ni7SiN焊接时表现出来的常温力学性能大致相当。4、根据GB/T232-2010，对样品取样并进行侧弯试验测试结果显示：均未发现裂纹，符合GB/T232-2010要求。5、根据GB/T4338-2006《金属材料高温拉伸试验方法》，对样品取样，在670℃进行高温短时力学性能测试具体测试过程如下：根据标准要求加工样品，然后用夹块将试样固定在WDE-300B高温万能试验机上，随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料。2.根据权利要求1所述的用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料，其特征在于，按质量百分比计，由以下化学成分组成：C≤0.5%，Cr16.0～18.0%，Fe6.0～10.0%，Mn≤1.0%，Nb1.5～3.0%，Si0.6～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥70.0%。3.根据权利要求2所述的用于ZG35Cr24Ni7SiN的焊接材料，其特征在于，按质量百分比计，由以下化学成分组成：C≤0.5%，Cr16.0～17.0%，Fe7.0～8.0%，Mn≤0.7%，Nb2.0～2.5%，Si0.8～1.0%，S≤0.015%，P≤0.015%，Ni≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泳澎，
申请(专利权)人：李泳澎，
类型：发明
国别省市：江苏,32