專利名稱：：一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲。技術(shù)背景0CrllNi2MoVNb低碳髙強耐熱馬氏體不銹鋼，具有明顯的淬硬傾向，該類鋼在焊接冷卻過程中，焊縫及焊接熱影響區(qū)的組織為硬而脆的馬氏體組織，當焊接接頭的拘束度較大或氫含量較高時，很容易導致冷裂紋的產(chǎn)生。另外，在冷卻速度較小時，近縫區(qū)及焊縫金屬會形成粗大鐵素體及沿晶析出碳化物，使接頭的塑韌性顯著降低。因此，獲得韌性好、強度滿足要求的焊縫是0CrllNi2MoVNb鋼焊接的關(guān)鍵所在。近十幾年我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對我國能源的供應提出了更高的要求，導致能源緊缺問題日益嚴重。燃氣輪機是繼蒸汽機和內(nèi)燃機之后的新一代動力裝置，采用燃氣輪機發(fā)電不僅可以節(jié)約煤炭和水，而且具有功率大、啟動快、污染小、熱效率高、經(jīng)濟性好等一系列優(yōu)點，因此，采用燃氣輪機發(fā)電是我國能源領(lǐng)域非常有前途的一種供電方式。燃氣輪機除了用于發(fā)電，還可用作機械、艦船、坦克和機車的動力等，用途廣泛。0CrllNi2MoVNb鋼是一種馬氏體耐熱不銹鋼，具有較好的淬透性，被廣泛用來制造燃氣輪機中的燃燒室外殼、壓氣機盤等零部件，該材料的研制在我國也還是首次。因此，0CrllNi2MoVNb鋼的焊接成為該材料在燃氣輪機制造中必須解決的首要問題。檢索分析表明，從0CrllNi2MoVNb的焊接來說，目前國內(nèi)還無與之直接匹配的焊接材料及成熟的焊接工藝。其原因主要是采用同質(zhì)焊絲(馬氏體類)焊接時可以滿足強度性能要求，但韌性、塑性指標較低；采用異質(zhì)焊絲(奧氏體類)焊接時韌性、塑性指標較髙，而強度性能難以達到要求。從焊接方法來看，焊條電弧焊可能容易滿足接頭的性能要求，但對于大厚度材料的焊接來說，其生產(chǎn)效率很低；埋弧自動焊焊接效率較高，但由于該方法的焊接線能量高，焊縫及熱影響區(qū)的性能難以滿足要求。隨著熔化極氣體保護焊技術(shù)特別是脈沖熔化極氣體保護焊技術(shù)及雙絲焊技術(shù)的發(fā)展，熔化極氣體保護焊越來越多地應用到一些重要結(jié)構(gòu)和重要材料的焊接當中。因為，采用熔化極氣體保護焊時，由于其焊接線能量相對較低，焊縫和熱影響區(qū)性能容易保證；而且由于焊接時電弧能量集中，焊絲熔化速度快，焊接效率很高，既適合于小厚度材料的焊接，也適合于大厚度材料的焊接。另外，當采用純氬保護焊接時，將引起電弧不穩(wěn)和咬邊傾向，而向氬氣中混合一定比例的氧化性氣體(02或0)2)時，將消除由于陰極斑點跳動而引起的電弧漂移，可明顯地改善電弧的穩(wěn)定性和消除咬邊。因此，對于燃氣輪機用0CrllNi2MoVNb鋼，采用混合氣體保護焊進行焊接是最有效的方法之一，研制適應該材料的氣保焊焊絲是解決0CrllNi2MoVNb馬氏體耐熱不銹鋼焊接問題的關(guān)鍵工藝之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲。一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲,其特征在于所述焊絲的化學成分為，質(zhì)量百分比C0.04~0.15，Si0.2~0.7，Mn0.4~1.1，SS0.01，P^0.015,Cr9.8~13，Mo0.41.0'V0.1~0.5，Nil.3~2.0，F(xiàn)e余量。按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中Cr優(yōu)選11-13。按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中Mo優(yōu)選0.4-0.9。按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中V優(yōu)選O.1-0.35。按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中Nb優(yōu)選0.05-0.2。本發(fā)明的技術(shù)方案1、根據(jù)性能指標，選擇焊絲合金系，進行焊絲合金成分的設(shè)計。2、冶煉不同成分的焊絲合金(六種典型的焊絲成分見表l)，進行初步的成分分析，合乎要求的坯料進行加工、拉拔成型。3、設(shè)計不同比例的混合氣體。4、制定焊接工藝進行焊絲熔敷金屬的悍接，焊后進行相應的熱處理，然后按照國家標準進行拉伸試樣、沖擊試樣等力學性能試樣的制備加工并進行熔敷金屬成分、組織和性能的分析研究。5、分析結(jié)果(六種焊絲成分分析結(jié)果見表2)，進行焊絲合金成分、混合氣體比例和焊接工藝優(yōu)化的分析研究，最終確定焊絲成分、氣體比例和焊接工藝的最佳優(yōu)化方案。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明所述的焊絲焊后經(jīng)650°C回火2小時后，具有良好的綜合性能，ob=845MPa，os=745MPa，Akv=65J。適合于航空工業(yè)及能源領(lǐng)域中燃氣輪機等部件用0CrllNi2MoVNb馬氏體耐熱不銹鋼的焊接。具體實施方式采用脈沖混合氣體保護焊技術(shù)配以本發(fā)明焊接材料，在尺寸為300x400x16mm的16MnR試板上進行堆焊，焊后經(jīng)650°C回火2小時。切取焊縫熔敷金屬部分，按國標加工成相應的拉伸、彎曲和沖擊試樣。并按標準進行性能實驗，經(jīng)過一系列的實驗分析(實驗結(jié)果見表3)表明1#焊絲焊縫熔敷金屬性能均滿足0CrllNi2MoVNb鋼的焊接設(shè)計指標要求，具有優(yōu)異的綜合性能。六種典型的焊絲成分見表l。六種焊絲成分分析結(jié)果見表2。表1焊絲化學成分設(shè)計<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2焊絲化學成分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3:焊絲熔敷金屬性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于所述焊絲的化學成分為，質(zhì)量百分比C0.04～0.15，Si0.2～0.7，Mn0.4～1.1，S≤0.01，P≤0.015，Cr9.8～13，Mo0.4～1.0，V0.1～0.5，Ni1.3～2.0，F(xiàn)e余量。2、按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中Cr11-13。3、按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中Mo0.4-0.9。4、按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中V0.1-0.35。5、按照權(quán)利要求1所述馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于其中Nb0.05-0.2。全文摘要一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲，其特征在于所述焊絲的化學成分為，質(zhì)量百分比C0.04～0.15，Si0.2～0.7，Mn0.4～1.1，S≤0.01，P≤0.015，Cr9.8～13，Mo0.4～1.0，V0.1～0.5，Ni1.3～2.0，F(xiàn)e余量。本發(fā)明焊絲焊后經(jīng)650℃回火2小時后，具有良好的綜合性能，σb＝845MPa，σs＝745MPa，Akv＝65J，適合于航空工業(yè)及能源領(lǐng)域中燃氣輪機等部件用0Cr11Ni2MoVNb馬氏體耐熱不銹鋼的焊接。文檔編號B23K35/30GK101269447SQ200710010700公開日2008年9月24日申請日期2007年3月23日優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日發(fā)明者吳昌忠,李良柱,林泉洪,靜陳,陳懷寧,黃春玲申請人:中國科學院金屬研究所