[发明专利]一种具有低回火脆性的合金系焊条

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，尤其是一种具有低回火脆性的合金系焊条，该合金特指2.25Cr-1Mo合金系焊条。

背景技术

12Cr2Mo1R钢板广泛应用于石油化工、煤化工、核电以及火电等领域承压设备的制造，由于其使用温度较高500~600℃，使用条件较为苛刻，对与其配套的焊条要求也较高，工程上一般采用熔敷金属成分与该钢板相近的2.25Cr-1Mo合金系焊条进行焊接，但12Cr2Mo1R钢与该焊条在长期较高温度使用时发生的回火脆性较严重，给承压设备的安全运行带来了较大的风险。

从成分上来说，出现回火脆性的主要因素是Mn、Si以及杂质P、Sb、Sn、As等，在工程应用中常用J系数即Watanbe系数和X系数即Bruscato系数作为评价钢板和焊材熔敷金属回火脆性倾向的指标，该指标由如下公式表示：

X系数=(10P+5Sb+4Sn+As)×10^-2 ppm

J系数=(Mn+Si)(P+Sn)×10⁴%

在上述公式中，要求：X系数小于10ppm，J系数小于100%。

回火脆性的主要表现为缺口韧性的下降，现在工程上多采用阶梯冷却法来表征回火脆性的倾向，所谓阶梯冷却法就是将试验材料置于回火脆性敏感性大的温度范围内阶梯式地进行保温与冷却，阶梯式一般采用5个阶梯使它发生回火脆性，常用阶梯冷却曲线如图1所示。

实践中，通常用V型缺口夏比试验获得的延性-脆性转变温度VTrs的变化量△VTrs，或者54J夏比冲击吸收功转变温度VTr54的变化量△VTr54来评价回火脆化的程度。工程上一般要求12Cr2Mo1R钢板与配套焊材的阶梯冷却试验应该满足式下式：

VTr54+α△VTr54≤0℃

式中VTr54表示经最小热处理后54J冲击功转变温度，式中△VTr54表示阶冷前后VTr54增量，α为系数，一般取1~3，α值越大对回火脆性要求越苛刻。

随着冶金水平的不断提高，钢板的纯净度越来越高，现阶段12Cr2Mo1R钢板的回火脆化敏感性已经降到了较低的水平，但与其配套的2.25Cr-1Mo合金系焊条的熔敷金属或接头仍然存在着回火脆化敏感性较大的问题，还不能满足

承压设备焊接的需要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种具有低回火脆性的2.25Cr-1Mo合金系焊条，该焊条可全位置焊接、工艺性良好、电弧稳定、飞溅极少、脱渣容易，熔敷金属具有良好低温韧性，且回火脆化敏感性较低，能满足苛刻的步阶冷试验的考核。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有低回火脆性的2.25Cr-1Mo合金系焊条，该2.25Cr-1Mo合金系焊条由焊芯、药皮和粘结剂三部分组成，其中焊芯采用低S、P 的H08E盘条，药皮含有大理石、萤石、碳酸钡、锆英砂、金红石、雾化硅铁、电解金属锰、钛铁、金属铬、金属钼、金属镍、氟化稀土、硅钙合金、纯碱，粘结剂采用纯钠水玻璃，制备2.25Cr-1Mo合金系焊条使用到油压式焊条压涂机，本发明的特征如下：

要求H08E盘条的各化学成分wt.%达到：C≤0.010，Mn 0.35~0.60，Si≤0.030，S≤0.005，P≤0.005；

要求纯钠水玻璃的模数达到3.2、波美度控制在42~43°，要求纯钠水玻璃的各化学成分wt.%达到：Na₂O≥8.2，SiO₂≥26.0，S≤0.010，P≤0.010；

药皮按重量份的配比是：30~42份大理石、17~23份萤石、7~10份碳酸钡，3~6份锆英砂、3~5份进口金红石、4~6份雾化硅铁、2~4份电解金属锰、2~4份钛铁、7~8份金属铬、3~4份金属钼、0.4~0.6份金属镍、1~3份氟化稀土、1~2份硅钙合金、0.5~1.5份纯碱；

在上述药皮构成中：

大理石的粒度要求达到40目，大理石的各化学成分wt.%达到：CaCO₃≥98.0，S≤0.010，P≤0.010；

萤石的粒度要求达到60目，萤石的各化学成分wt.%达到：CaF₂≥95.0，SiO₂≤1.0，S≤0.010，P≤0.010；

碳酸钡的各化学成分wt.%达到：BaCO₃≥98.0，S≤0.08，P≤0.005；