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
技術領域：
：本發明涉及一種馬氏體耐熱不銹鋼氣體保護焊焊絲。技術背景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生。另外，在冷卻速度較小時，近縫區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鋼焊接的關鍵所在。近十幾年我國經濟的高速發展，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燃機之后的新一代動力裝置，采用燃氣輪機發電不僅可以節約煤炭和水，而且具有功率大、啟動快、污染小、熱效率高、經濟性好等一系列優點，因此，采用燃氣輪機發電是我國能源領域非常有前途的一種供電方式。燃氣輪機除了用于發電，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，焊縫及熱影響區的性能難以滿足要求。隨著熔化極氣體保護焊技術特別是脈沖熔化極氣體保護焊技術及雙絲焊技術的發展，熔化極氣體保護焊越來越多地應用到一些重要結構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鍵工藝之一。
發明內容本發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，Fe余量。按照權利要求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優選11-13。按照權利要求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優選0.4-0.9。按照權利要求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優選O.1-0.35。按照權利要求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優選0.05-0.2。本發明的技術方案1、根據性能指標，選擇焊絲合金系，進行焊絲合金成分的設計。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、分析結果(六種焊絲成分分析結果見表2)，進行焊絲合金成分、混合氣體比例和焊接工藝優化的分析研究，最終確定焊絲成分、氣體比例和焊接工藝的最佳優化方案。本發明的優點本發明所述的焊絲焊后經650°C回火2小時后，具有良好的綜合性能，ob=845MPa，os=745MPa，Akv=65J。適合于航空工業及能源領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配以本發明焊接材料，在尺寸為300x400x16mm的16MnR試板上進行堆焊，焊后經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，經過一系列的實驗分析(實驗結果見表3)表明1#焊絲焊縫熔敷金屬性能均滿足0CrllNi2MoVNb鋼的焊接設計指標要求，具有優異的綜合性能。六種典型的焊絲成分見表l。六種焊絲成分分析結果見表2。表1焊絲化學成分設計<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，Fe余量。2、按照權利要求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，Fe余量。本發明焊絲焊后經650℃回火2小時后，具有良好的綜合性能，σb＝845MPa，σs＝745MPa，Akv＝65J，適合于航空工業及能源領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日優先權日2007年3月23日發明者吳昌忠,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