[发明专利]合金、堆焊层及其方法

说明书

发明背景

1.相关申请的交叉参考

申请人请求2009年11月25日提交的美国专利临时申请No.61/264,612和2010年01月19日提交的美国专利非临时申请No.12/689,637的权益和优先权。

2.技术领域

本发明大体上涉及一种合金、一种堆焊层(overlay)及其方法。更具体地，本发明涉及一种铁-铬-碳-镍基耐磨堆焊(hardfacing)合金，用于作为焊接堆焊层(weld overlay)使用以保护钢制零件免于磨损，焊接的堆焊层和其方法。

3.背景技术

锅炉管和压力容器，往往由钢材制成，通常是暴露在恶劣的环境中，包括但不限于高温腐蚀或侵蚀腐蚀(erosion-corrosive)条件。为了保护锅炉管和压力容器，焊接堆焊层可应用于锅炉水墙和压力容器的至少一部分。

发明内容

根据以下所述的各种示例性的实施例，为具有约0.5重量％至约2重量％的碳，约15重量％至约30重量％的铬，约4重量％至约12重量％的镍，最高达到约3重量％的锰，最高达到约2.5重量％的硅，最高达到约1重量％的锆，最高达到约3重量％的钼，最高达到约3重量％的钨，最高达到约0.5重量％的硼，最高达到约0.5重量％的杂质，以及铁的合金。

根据另一个示例性的实施例，以下公开了一种具有约0.38重量％至约1.9重量％的碳，约11.25重量％至约28.5重量％的铬，约3重量％至约11.4重量％的镍，最高达到约2.85％的锰，最高达到约2.375％的硅，最高达到约0.95％的锆，最高达到约2.85％的钼，最高达到约2.85％的钨，最高达到约0.498％的硼，最高达到约1％的杂质，以及余量为铁的堆焊层。

根据另一个示例性的实施例，以下公开了一种将合金施加于基体上从而形成堆焊层的焊接方法。该合金可以具有约0.5重量％至约2重量％的碳，约15重量％至约30重量％的铬，约4重量％至约12重量％的镍，最高达到约3重量％的锰，最高达到约2.5重量％的硅，最高达到约1重量％的锆，最高达到约3重量％的钼，最高达到约3重量％的钨，最高达到约0.5重量％的硼，最高达到约0.5重量％的杂质，以及铁。基体是由选自碳钢、低合金钢、Cr-Mo钢和不锈钢组成的组的材料形成。

尽管将结合各种优选的示例性实施例描述本发明，但需要理解的是，并不是要把本发明限定为这些实施例。相反，希望符合所有替换、变化和等同，因为可以包括在本发明由所附权利要求所限定的精神和范围内。

具体实施方式

在一个示例性的实施例中，一种合金包括约0.5至约2％的碳，约15至约30％的铬，约4至约12％的镍，约0至约3％的锰，约0至约2.5％的硅，约0至约1％的锆，约0至约3％的钼，约0至约3％的钨，约0至约0.5％的硼，0至总共约0.5％的杂质，以及余量为铁。所有这里公开的百分比为重量百分比，除非另有注明。另外，在公开范围时，除非另有注明，将旨在描述和公开了所有中间的范围。因此，作为一个非限制的示例，公开了约0.5至约2％的碳，则包括：约0.5重量％至约1.9重量％的碳、约0.5重量％至约1.8重量％的碳、约0.6重量％至约2重量％的碳等。尽管如此，为了理解清楚，在本文中还是公开了各种替代和优选的范围。

在一个可选的实施例中，该合金包括约0.7至约1.5％的碳，约18至约25％的铬，约5至约10％的镍，约0至约2％的锰，约0至约2％的硅，约0至约0.5％锆，约0至约2％的钼，约0至约2％的钨，约0至约0.5％的硼，约0至总共约0.5％的杂质，以及余量为铁。在更进一步的实施例中，该合金包括约0.8至约1.3％的碳，约18至约25％的铬，约5至约10％的镍，约0至约2％的锰，约0至约2％的硅，约0至约0.5％锆，约0至约2％的钼，约0至总共约0.5％的杂质，以及余量为铁。