本发明专利技术公开了一种适用于铁镍合金焊接的焊材，以重量百分比计包括：C0.1％～0.4％，Si≤0.20％，Mn 0.3％～0.7％，P≤0.005％，S≤0.003％，Ti 0.1％～0.6％，Al 0.04％～0.2％，Nb 1.20％～1.80％，Ni 35.0％～37.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术还公开了采用该焊材的焊接方法。本发明专利技术的焊材具有优异的焊接性能。性能。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于铁镍合金焊接的焊材及其应用
[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种适用于铁镍合金焊接的焊材及其应用。
技术介绍
[0002]铁镍合金Ni36由于膨胀系数极低，在一定温度范围内尺寸稳定，接近复合材料，是制造大规格航空航天构件模具的理想的材料。目前大飞机、大运载火箭结构重量的50％以上拟采用复合材料构件，复合材料制造大规格构件的技术已基本成熟。但是Ni36因瓦合金板材在制造大型模具的过程中需要焊接，而后还需经过热循环等处理过程，因此如何保证工件尺寸稳定性、力学性能、气密性等尤为重要。目前模具构件经常存在焊缝开裂、焊缝气孔、气密性不良、焊缝与母材热膨胀系数差距过大等一系列问题，直接影响后期复合材料的精密制造。
[0003]针对以上问题，目前急需一种适用于铁镍合金焊接的焊材，尤其适用于Ni36合金的焊接。
技术实现思路
[0004]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种适用于铁镍合金焊接的焊材及其应用。
[0005]具体来说，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种适用于铁镍合金焊接的焊材，以重量百分比计包括：C 0.1％～0.4％，Si≤0.20％，Mn 0.3％～0.7％，P≤0.005％，S≤0.003％，Ti 0.1％～0.6％，Al 0.04％～0.2％，Nb 1.20％～1.80％，Ni 35.0％～37.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0007]可选地，以重量百分比计还包括：Pb≤0.005％，Sn≤0.005％，As≤0.005％，Sb≤0.005％，Bi≤0.005％，并且，Pb、Sn、As、Sb、Bi的含量之和小于等于0.01％。
[0008]可选地，以重量百分比计还包括：N≤0.008％，O≤0.003％。
[0009]可选地，Ti+Nb≥1.5％。
[0010]可选地，5≤Nb/C≤9。
[0011]一种铁镍合金的焊接方法，采用上述的用于铁镍合金焊接的焊材进行焊接。
[0012]可选地，所述铁镍合金是Ni36合金。
[0013]上述的焊材在焊接铁镍合金中的应用。
[0014]相比于现有技术，本专利技术的适用于铁镍合金焊接的焊材及其应用，具有如下优点：
[0015]采用本合金对Ni36板材进行焊接，焊缝组织细化明显，无气孔产生，焊接母板无翘曲，焊接性能优异。
[0016]经过实验研究证明，焊缝处线膨胀系数：((20
‑
100℃)≤1.2
×
10
‑6/℃；(20
‑
200℃)≤2.0
×
10
‑6/℃。焊缝抗拉强度≥460MPa。
具体实施方式
[0017]为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详
细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
[0018]为了满足Ni36因瓦合金板材在制造大型模具时对焊接的要求，本专利技术的专利技术人对焊材成分设计进行了深入研究，从而提出了一种适用于铁镍合金焊接的焊材。
[0019]所谓Ni36合金或Ni36因瓦合金，是指牌号为Fe
‑
Ni36低膨胀铁镍合金。
[0020]以重量百分比计，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括：C0.1％～0.4％，Si≤0.20％，Mn 0.3％～0.7％，P≤0.005％，S≤0.003％，Ti 0.1％～0.6％，Al 0.04％～0.2％，Nb 1.20％～1.80％，Ni 35.0％～37.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0021]优选地，在本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材中，有害元素Pb、Sn、As、Sb、Bi的含量分别不大于0.005％，并且，有害元素Pb、Sn、As、Sb、Bi的含量之和不大于0.01％。
[0022]优选地，在本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材中，N元素含量≤0.008％，并且，O元素含量≤0.003％。
[0023]优选地，在本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材中，Ti元素和Nb元素的含量之和≥1.5％。
[0024]优选地，在本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材中，Nb元素和C元素的含量满足：5≤Nb/C≤9。
[0025]本专利技术通过对焊材元素进行选择并对元素含量进行优化设计，从而使各元素之间产生协同效果，具体如下：
[0026]C起到固溶强化与形成Nb、Ti析出物双重作用。C可以提高焊缝强度，改善焊缝金属流动性。同时C与Nb、Ti形成细小析出物，在焊缝金属凝固时起到形核核心作用，细化焊缝组织，改善韧性，避免气孔以及晶间微裂纹的产生。但是，过高的C含量会降低焊缝的韧性，同时会引起线膨胀系数的升高。含量过低则析出物质点较少，焊缝韧性改善不明显。因此，C含量控制在0.1％～0.4％。
[0027]例如，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括0.1％、0.2％、0.3％或0.4％的C。
[0028]Si在此合金中属于有害元素，容易产生低熔点共晶产物产生焊接热裂纹。因此，Si含量控制在≤0.2％。
[0029]Mn起到一定的固溶强化作用，同时Mn可与有害元素S和O生成MnS和MnO，具有脱硫和脱氧的作用。形成塑性夹杂物，对焊接韧性影响很小。但是，过高的Mn含量会使未形成析出物的Mn处于固溶状态，对焊缝韧性影响不利。因此，Mn含量控制在0.3％～0.7％。
[0030]例如，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或0.7％的Mn。
[0031]Ti、Nb主要起到组织细化及析出强化等作用，但是不宜过高，否则会产生尺寸较大的一次析出物，从而恶化焊缝韧性。因此，Ti含量控制在0.1％～0.6％，Nb含量控制在1.20％～1.80％。
[0032]例如，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或0.6％的Ti。
[0033]例如，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括1.20％、1.30％、1.40％、1.50％、1.60％、1.70％或1.80％的Nb。
[0034]Al在合金中主要起到脱氧作用，使合金纯净度提升。同时如果采用二联电渣工艺生产，适量的Al对抑制Ti烧损起到非常重要的作用。但是Al含量不宜过高，否则会增加夹杂物数量。因此，Al含量控制在0.04％～0.2％。
[0035]例如，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括0.04％、0.06％、0.08％、0.10％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％或0.20％的Al。
[0036]Ni属于重要的合金元素，起到降低及稳定膨胀系数的作用。因此，Ni含量控制在35.0％～37.0％。
[0037]例如，本专利技术提供的用于铁镍合金焊接的焊材包括35.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于铁镍合金焊接的焊材，其特征在于，以重量百分比计包括：C 0.1％～0.4％，Si≤0.20％，Mn 0.3％～0.7％，P≤0.005％，S≤0.003％，Ti 0.1％～0.6％，Al 0.04％～0.2％，Nb 1.20％～1.80％，Ni 35.0％～37.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的用于铁镍合金焊接的焊材，其特征在于，以重量百分比计还包括：Pb≤0.005％，Sn≤0.005％，As≤0.005％，Sb≤0.005％，Bi≤0.005％，并且，Pb、Sn、As、Sb、Bi的含量之和小于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，韩东，谷宇，曾莉，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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