[发明专利]镍铬合金及其制备方法

说明书

镍和铬的合金，其具有至少97wt.％的相加的重量百分比的镍和铬，其中铬占合金的33‑50wt.％。该合金可以带材形式提供且具有足够的延性以制造各种产品，例如焊剂芯焊条的护套。制备合金带材的方法，其包括：形成粉末装料，其中该粉末装料含97‑100wt.％的相加的镍和铬且铬占该装料的33‑50wt.％；轧辊压制该粉末装料以形成生带材；烧结该生带材以形成烧结带材；以及对该烧结带材冷轧和退火以形成合金带材。

技术领域

本发明涉及镍铬合金及制备具有改善的延性的可以带材形式提供的镍铬合金的方法。该带材可用于各种应用，包括制造焊剂芯焊条(flux cored welding electrode)的护套。

背景技术

Ni-Cr合金用于许多需要耐高温氧化和耐腐蚀的应用。具有高铬含量(35％-60％)的Ni-Cr合金以铸造形式应用于发电厂和锅炉，在所述发电厂和锅炉中需要耐受高硫和高钒含量的燃料、灰分和沉积物。带材形式的各种合金广泛用于许多不同的应用，包括制造焊接耗材，其也可用作覆盖涂层。

生产Ni-Cr合金带材的常规方法通常包括向合适的熔炉中加入含镍和含铬熔体物料(连同任何所需的合金化元素以及使熔体脱氧和流化所需的其它元素)，使装料熔融，以及将其铸造成锭。然后该锭可通过热加工和冷加工来加工成带材，或可在热加工和冷加工成带材之前重熔以净化组成和细化铸造晶粒结构。然后该带材可被用作焊剂芯焊接耗材的外护套，且由此其化学组成需要被严格控制，这是因为当随后使用该焊接耗材时，该带材中所含的元素将被引入到焊珠或堆焊层(weld overlay)中。

通常，通过常规方法(熔融和铸造)制得的具有高铬含量(大于30％)的Ni-Cr合金难于加工，并因此通常不加工成带材形式。Ni-Cr合金的延性与铬浓度成反比，因为铬具有脆性的相结构。具有大于30％铬含量的Ni-Cr合金通常仅适合于铸造。其发生的原因是铸造过程中的偏析导致在锭的铸造结构中形成大体积的铬的脆性相，并降低合金的延性至合金不具有足够的延性以用于将铸锭加工成可用作焊剂芯焊条中的护套的带材的程度。

与之相比，焊接耗材制造商期望制备含有高铬水平的产品，因为这些高铬材料可产生焊珠或堆焊层，其表现出增强的耐腐蚀性和耐磨性。因此，可使较廉价的基础材料覆盖有高铬Ni-Cr合金的层，以使其在使用期间将具有足够的耐腐蚀性和耐磨性。由于高铬含量Ni-Cr合金的脆化问题，当焊接耗材制造商希望生产能够沉积超过33重量百分比(wt.％)铬的Ni-Cr组合物的焊珠或堆焊层的产品时，唯一可能的方法是采用用于焊丝护套的具有低于33wt.％铬含量的市售带材，并通过共混铬粉末或铬合金粉末与焊丝的芯部中所含的其它成分来添加额外所需的铬。这毫无疑问增加了制造焊接耗材的成本。

因此，需要提供含有超过33wt.％的铬、余量为镍的Ni-Cr合金带材，该带材为具有足够延性和成形性的带材形式，以使其可用作焊剂芯焊接耗材的护套。这将减少或消除向焊丝的芯部添加铬的需要，从而降低制造此类线材的成本。

发明概述

本发明的一方面是提供包含镍和铬的带材形式的合金，其具有至少97wt.％的相加的重量百分比的镍和铬，其中铬占合金的33-50wt.％。

本发明的另一方面是提供包含至少99.8wt.％的相加的重量百分比的镍和铬的合金，其中铬占合金的33-50wt.％。

本发明的又一方面是提供由根据本发明的合金制得的Ni-Cr带材，其具有足够的延性，使得其可成形为各种产品，例如用于焊条的护套。

最后，本发明的又一方面是提供制备根据本发明的一个实施方案的合金带材的方法，所述方法包括形成粉末装料，其中粉末装料包含97-100wt.％的相加的镍和铬且铬占该装料的33-50wt.％；轧辊压制该粉末装料以形成生带材(green strip)；烧结该生带材以形成烧结带材；以及对该烧结带材冷轧和退火以形成合金带材。

附图说明