一种ＧＨ４１６９高温合金管材专用焊材，其特征在于所述的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。本发明专利技术提供的ＧＨ４１６９高温合金管材专用焊材，施焊后的焊接接头经过固熔、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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
GH4169高温合金管材许多情况下需要进行管一管焊接， 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S 5%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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种GH4169高温合金管材专用焊材。 本专利技术提供一种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;余量为铁及杂质。本专利技术提供的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麓。本专利技术提供的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99(TC 1200。C保温20 40min，优选1030土10。C保温 30min，水冷；时效处理700。C 75(TC保温8 12h，优选720il(TC保温10h，空冷。 本专利技术提供的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》18Q/^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。具体实施例方式一、 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l 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A1、 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l/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'O20h，空冷，消除浇注过 程中产生的S相和Nb等元素的偏析。把钢锭重新加热，开锻温度112(TC， 终锻温度930 950°C。锻造尺寸为小65mmx200mm。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'C，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 (D60i0.25mmxl2.5士0.25mm的管坯。四、管材加工管材冷加工在冷轧管机上进行，最大累积变形量45%，中间保护气氛 热处理的温度为1020 104(TC，保温时30分钟。成品管材的公差控制为 0>13.98±0.06mmx0.6±0.02mmAD12.77Dmm，加工成焊材需裁为每段长度2mmc五、 施焊把待焊的两段工程上普遍使用的GH4169管材母材端头(尺寸为 <D12.7mmxl.27mm)进行机加工倒角，然后把一段GH4169焊材"戒指环" 套入其中一段管材的一端，采用能够自动旋转的夹具把两段管材端头对齐， 预留间隙1.8mm,把"戒指环"套入两段管材端头间隙，采用自动钨极氩 弧焊方法进行施焊，获得焊接接头进行性能测试。焊接工艺参数如下焊 接电流为50 70A，焊接电压为12V，保护气体为氩气，保护气体流量为 10L 20/min。所有试样在焊接完成后采用机加工方法车削去掉焊缝余高， 使焊缝与母材原始平面齐平，并采用金相砂纸抛光焊缝表面，使焊接接头 的表面光洁度达到V0.4。六、 焊后热处理焊接时相对于GH4169管材母材来说，焊材"戒指环"的长度非常小， 焊接时熔化"戒指环"所输入的能量有限，焊接时冷速非常快，大量的Laves 相和Nb的偏聚来不及完成，因此不需要进行扩散退火处理，以避免由于扩 散退火处理使晶粒迅速长大，造成焊接接头的强度反而下降。实验结果证 明亦是如此，图1为热处理后的金相照片，晶粒度达到了1 2级。表l为 经过扩散退火+固溶、时效热处理后的焊接接头的力学性能，可以看出由于晶粒的长大其强度、塑性值较低，与GH4169管材母材的力学性能值比较还有一定差距。表l扩散退火+固溶、时效热处理后的焊接接头的力学性能序号0 0.2， MP3ob， MPaA， ％焊接接头887.571168.815.75管材母材要求》1034》1275》18为了充分析出Nb (Ti) c、 y'、 /'相对y基体进行强化，把焊接接头进 行固溶处理1030士1(TC，保温30分钟，水冷，时效处理720士10'C,保温10 小时，空冷。根据GB2653-89《焊接接头弯曲及压扁试验方法》，进行GH4169焊接 接头压扁试验，以检验接头有无缺陷。试验时，含焊接接头的30mm长管 材，试样的焊缝余高用机械方法去除，使与母材原始表面齐平。用液压机 压扁至原管材母材外径的70%，即8.9mm，肉眼观察无任何裂纹。根据GB/T15260-94《镍基合金晶间腐蚀试验方法》进行焊接接头晶间 腐蚀试验。焊接接头的晶间腐蚀试验在金相试样上进行，试样受试表面应 在金相预磨机和抛光机上加工成光滑平面，为了准确地选择测定位置，用 腐蚀剂轻蚀其接头，使接头各区域显示清晰。采用GB/T15260-94标准中的 方法B: 100g硫酸铜+ 700ml蒸馏水+100ml硫酸，煮沸16小时后取出进 行金相观察确定晶间腐蚀是否存在。在100x显微镜下观察，结果如图2所 示，晶间腐蚀试验样品的晶界没有变宽，说明无晶间腐蚀倾向。实施例lGH4169高温合金管材专用焊材的成分为，钼Mo: 3.10，铝A1: 0.53， 钛Ti: 1.15，铌Nb: 5.02，硅Si: 0.0045，硫S: 0.0012，磷P: 0.0035，锰0.38， 碳O.Oll，硼B0.0014，钴Co0.0003，镍Ni52.8，铁Fe余。冶炼完成的铸锭经过热加工、冷轧至成品管材并退火后进行焊接，测7试焊接接头室温力学性能及硬度，如表2: 实施例2GH4169焊丝的成分为，钼Mo: 3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＧＨ４１６９高温合金管材专用焊材，其特征在于所述的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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：都祥元，孔凡亚，李惠娟，苏国跃，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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