CN108907495A

CN108907495A - NiCr44Ti焊丝及其生产工艺

Info

Publication number: CN108907495A
Application number: CN201810709306.2A
Authority: CN
Inventors: 华大凤; 刘威; 邵兴明; 王树平
Original assignee: JIANGSU XINHUA ALLOY ELECTRIC APPARATUS CO Ltd
Current assignee: JIANGSU XINHUA ALLOY ELECTRIC APPARATUS CO Ltd
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明提供的一种NiCr44Ti焊丝，各成分的重量百分比含量为：Cr为42~46%，Ti为0.3~1.0%，C为0.01~0.10%，Mn为≤0.20%，Si为≤0.20%，S为≤0.015%，P为≤0.02%，Fe为≤0.50%，Cu为≤0.50%，余量为Ni；其生产工艺包括：配料、真空感应熔炼、锻造、轧制、退火、拉拔和检验。本发明的NiCr44Ti焊丝具有较高塑性，焊接性能，成材率高；焊丝力学性能好，具有优异的抗高温氧化及抗腐蚀性能，适合化工、发电领域的管道焊接。

Description

NiCr44Ti焊丝及其生产工艺

技术领域

本发明涉及特种合金焊丝技术领域，特别是涉及一种可以应用于高温、腐蚀和冲蚀环境的管道焊接的NiCr44Ti焊丝及其生产工艺。

背景技术

在化工和工业锅炉比如发电厂锅炉领域，会用到很多管道，这些管道在工作时会处于高温、重腐蚀或者液体持续冲刷的环境，管道与管道之间的焊接与修复需要用到焊丝，所以，对于这些领域的管道焊接用焊丝，除了焊丝本身的焊接性能和成材率，焊丝的抗高温氧化性能、耐冲蚀耐腐蚀性能也是非常重要的考虑因素。目前基于国标生成的镍基焊丝，基本都不能满足这种特殊应用环境下的管道焊接需求，因此，需要对目前的镍基焊丝的元素组成及生产工艺进行优化，使其满足更高的应用需求。

发明内容

针对上述具体应用中的问题，本发明的目的是提供一种对合金成分、制造工艺进行优化，成材率高、焊接性能优异且可以满足严苛环境下使用的镍基合金焊丝及其制备方法。

为达到本发明的目的，本发明提出一种NiCr44Ti焊丝，其组成元素及各成分的重量百分比含量为： Cr为42~46%，Ti为0.3~1.0%，C为0.01~0.10%，Mn为≤0.20%，Si为≤0.20%，S为≤0.015%，P为≤0.02%，Fe为≤0.50%，Cu为≤0.50%，余量为Ni。

优选的，所述的NiCr44Ti焊丝，其组成元素及各成分的重量百分比含量为：Cr为43~45%，Ti为0.4~0.8%，C为0.01~0.10%，Mn为≤0.20%，Si为≤0.20%，S为≤0.015%，P为≤0.02%，Fe为≤0.50%，Cu为≤0.50%，余量为Ni。

根据本发明的另一目的，本发明还提出上述的NiCr44Ti焊丝的生产工艺，，该生产工艺包括以下步骤：

S1.配料：按照设计成分和重量百分比准备原料，材料表面抛光或磨光；

S2.真空感应熔炼：先将电解镍、金属铬、高纯碳全部装入坩埚，金属钛与金属铝包成一包，镁镍合金与硅钙合金包成一包装入加料器内，装料后合上炉盖抽真空；熔炼开始后，从小功率逐级送电，最后以最大功率送电直至熔清；熔清后倾动坩埚2-3次，降低功率至80-90KW进行精炼,精炼期保持20分钟；精炼结束后停电，进行降温结膜；提高功率至100KW以上送电冲膜升温，然后降低功率，加入钛和铝，倾动坩埚2-3次，调整温度，关闭阀门，炉内充高纯氩气至0.7大气压，然后加入镁镍合金与硅钙合金，准备浇注；铸锭出炉后自然空冷；

S3.锻造：锻造时加热温度为1180~1200℃；

S4.轧制：轧制时加热温度为1160~1180℃，轧制得到φ6.5~8.5㎜的盘条；

S5.退火：线材退火温度：1160~1180℃，保温时间：1小时，冷却方式：淬水；

S6.拉拔：线材经热浸涂层并烘干后进行拉拔，得到φ1.65-1.67mm的焊丝；

S7.检验：包括其尺寸、抗拉强度、表面质量、探伤。

优选的，所述的步骤S2中的浇注为带电浇注，且当真空炉中的真空度小于10Pa时方可进行送电。

再优选的，所述的步骤S6中，是采用钻石模进行多道次逐步拉拔，每道次拉拔的线材减径量在0.05-0.08mm。

再优选的，在所述的步骤S7之后还包括将线材成品校直后打盘的步骤。

NiCr44Ti焊丝中各化学元素对焊丝的性能影响如下：

（1）Si元素：在焊缝的表面形成氧化膜，提高焊缝在高温时的抗氧化性，同时还是良好的脱氧剂，并可以增加熔渣和熔化金属的流动性。

（2）Mn元素：良好的脱硫剂，同时也是固溶强化元素，可以提高焊缝的强度和硬度。

（3）Cr元素：高温抗氧化性能和耐蚀能力的关键元素，在高温形成的保护氧化膜主要由Cr₂O₃组成，以Cr₂O₃为主的氧化膜较致密，附着性也较强，可以保证合金在高温下长期使用。

（4）Ni元素：Ni与其他元素形成奥氏体晶格，高温不发生相变，在高温下稳定性好。Ni为奥氏体化元素，可以提供良好的综合性能，高温下可以与Cr形成固溶体，具有比较高的高温强度，在常温时具有高的塑性，良好的加工工艺性能。

（5）Ti元素：与Ni形成中间化合物强化相，具有较高的高温强度、耐蚀性。

（6）Fe元素：固溶强化元素，与Ni形成固溶体。

与现有技术相比，本发明的NiCr44Ti焊丝对合金中的元素及其含量进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，便于将合金加工成较细的焊丝并保证焊丝的焊接性能；采用真空感应熔炼有利于降低气体含量与有害元素含量，同时令存在的Ti等元素不易氧化；制得的焊丝力学性能好，具有优异的抗高温氧化及抗腐蚀性能。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

实施例一：

本实施例的NiCr44Ti焊丝，各成分的重量百分比含量为：Cr为42%，Ti为0.3%，C为0.01%，Mn为0.15%，Si为0.15%，S为0.01%，P为0.01%，Fe为0.30%，Cu为0.30%，余量为Ni。

实施例二：

本实施例的NiCr44Ti焊丝，各成分的重量百分比含量为：Cr为46%，Ti为1.0%，C为0.10%，Mn为0.20%，Si为0.20%，S为0.015%，P为0.02%，Fe为0.50%，Cu为0.50%，余量为Ni。

实施例三：

本实施例的NiCr44Ti焊丝，各成分的重量百分比含量为：Cr为44%，Ti为0.7%，C为0.05%，Mn为0.18%，Si为0.18%，S为0.012%，P为0.015%，Fe为0.40%，Cu为0.40%，余量为Ni。本发明的上述实施例的NiCr44Ti焊丝的生产工艺包括以下步骤：

S1.配料：根据各成分及其重量百分比进行配料，材料表面抛光或磨光；

S2. 真空感应熔炼：原料电解镍、金属铬、高纯碳全部装入坩埚，金属钛与金属铝包成一包，镁镍合金与硅钙合金包成一包装入加料器内，装料后合上炉盖，先开始抽真空，真空度小于10Pa时，方可进行送电；熔炼开始后，从小功率(40-60KW)逐级送电，最后以最大功率（100KW以上,比如120KW）送电直至熔清，熔清后倾动坩埚2-3次，降低功率至90-100KW进行精炼,精炼期保持20分钟；精炼结束后停电，进行降温结膜；大功率（100KW以上）送电冲膜升温，然后降低功率至90KW左右，加入钛和铝，倾动坩埚2-3次，调整温度，关闭阀门，炉内充高纯氩气至0.7大气压，然后加入镁镍合金与硅钙合金，准备浇注；铸锭出炉后自然空冷；

S3. 锻造：锻造时加热温度为1180~1200℃；

S7.检验：包括其尺寸、抗拉强度、表面质量、探伤。

在上述的步骤S5中，当轧制的线材直径较小时，比如，低于φ6mm时，需进行气体保护连续退火，退火温度不低于1080℃；另外，在一优选的实施方式中，在步骤S6的拉拔过程中，采用多道次拉拔，每次拉拔线材的减径量控制在0.05-0.08mm；另外，在线材成品打盘包装前必须经过收线器校直轮校直。

本发明的上述各实施例制得的NiCr44Ti焊丝在制成φ1.6的线材时，抗拉强度在1000-1200MPa，具有极优异的力学性能。

表1：NiCr44Ti焊丝性能测试结果

本发明的NiCr44Ti焊丝对合金成分中的元素种类及其含量进行了严格的控制，有利于提高材质的塑性，便于将合金加工成较细的焊丝，并保证了焊丝的焊接性能；采用真空感应熔炼有利于降低气体含量与有害元素含量，同时令存在的Ti等元素不易氧化。本发明的焊丝力学性能好，具有优异的抗高温氧化及抗腐蚀性能，适合化工、发电领域的管道焊接。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种NiCr44Ti焊丝，其特征在于，所述焊丝的组成元素及各成分的重量百分比含量为： Cr为42~46%，Ti为0.3~1.0%，C为0.01~0.10%，Mn为≤0.20%，Si为≤0.20%，S为≤0.015%，P为≤0.02%，Fe为≤0.50%，Cu为≤0.50%，余量为Ni。

2.如权利要求1所述的NiCr44Ti焊丝，其特征在于，所述焊丝的组成元素及各成分的重量百分比含量为： Cr为43~45%，Ti为0.4~0.8%，C为0.01~0.10%，Mn为≤0.20%，Si为≤0.20%，S为≤0.015%，P为≤0.02%，Fe为≤0.50%，Cu为≤0.50%，余量为Ni。

3.一种制备如权利要求1或2所述的NiCr44Ti焊丝的生产工艺，其特征在于，所述焊丝的生产工艺包括以下步骤：

S2.真空感应熔炼：先将电解镍、金属铬、高纯碳全部装入坩埚，金属钛与金属铝包成一包，镁镍合金与硅钙合金包成一包装入加料器内，装料后合上炉盖抽真空；熔炼开始后，从小功率逐级送电，最后以最大功率送电直至熔清；熔清后倾动坩埚2-3次，降低功率至90-100KW进行精炼,精炼期保持20分钟；精炼结束后停电，进行降温结膜；提高功率至100KW以上送电冲膜升温，然后降低功率，加入钛和铝，倾动坩埚2-3次，调整温度，关闭阀门，炉内充高纯氩气至0.7大气压，然后加入镁镍合金与硅钙合金，准备浇注；铸锭出炉后自然空冷；

S3.锻造：锻造时加热温度为1180~1200℃；

S7.检验：包括其尺寸、抗拉强度、表面质量、探伤。

4.如权利要求3所述的NiCr44Ti焊丝的生产工艺，其特征在于，所述的步骤S2中的浇注为带电浇注，且当真空炉中的真空度小于10Pa时方可进行送电。

5.如权利要求3所述的NiCr44Ti焊丝的生产工艺，其特征在于，所述的步骤S6中，是采用钻石模进行多道次逐步拉拔，每道次拉拔的线材减径量在0.05-0.08mm。

6.如权利要求3所述的NiCr44Ti焊丝的生产工艺，其特征在于，在所述的步骤S7之后还包括将线材成品校直后打盘的步骤。