[发明专利]一种超超临界耐热钢药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超超临界耐热钢药芯焊丝及其制备方法，所述药芯焊丝包括外皮和药芯，外皮为低碳钢钢薄带，以质量百分比计，药芯包括以下组分：石墨粉3～5％、金属铬35～50％、金红石20～40％、钼铁3～8％、锰铁粉3～8％、镍粉1～8％、长石2～8％、钒铁1～5％、铌铁1～5％、氟化物0.2～2％以及余量的铁粉和不可避免的杂质；其中，药芯重量占焊丝总重量的10～30％。制备方法为将药芯的各组分按配比混合均匀后置于作为外皮的低碳钢钢薄带上，包裹或卷制成丝并经拉拔减径至预定规格，制得所述超超临界耐热钢药芯焊丝。

技术领域

本发明属于焊接制备的技术领域，更具体地讲，涉及一种超超临界耐热钢药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

尽管超超临界发电技术在国外已经有几十年的历史了，但是在国内还处于刚刚起步阶段，而相应的超超临界耐热材料的研究同样处于起步阶段。随着工作温度和工作压力的提高，要求超超临界汽轮机中的重要部件的材料具有更好的热强性能、抗高温腐蚀和氧化性能，因此材料的制造技术成为制约超超临界机组发展的关键。对于承受一定的载荷而又经常经历急剧温度变化的高温结构材料，首先必须具有高的抗氧化性能和一定的热强性能，同时还须具有良好的抗热疲劳性能以抵抗温度变化引起的热疲劳，高的组织稳定性以保证在高温环境中结构尺寸稳定。热电厂中的主要部件如蒸汽管线、汽包、水冷壁、锅炉等均采用耐热钢制造。

提高现代热电厂的热效率首先就是要提高蒸汽的温度和压力。为满足这一实际需要，多年来，相关行业一直致力于新型耐热钢的研究和开发，特别是铬的含量为9～12wt％的高铬耐热钢的发展。该系列耐热钢由于具有很高的强韧性、抗蠕变性能，以及良好的抗高温氧化和抗腐蚀性能而得到关注，并成为热电厂中主要设备用材的主选或更新换代材料。

ZG1Cr10MoVNbN耐热钢是超超临界汽轮机高温用铸钢,是我国具有自主知识产权的新型材料,主要用于超超临界汽轮机高压内缸、主汽阀、喷嘴等部件，工作温度为600℃、工作压力为25MPa，该类部件要求材料具有较好的热强性能、抗高温腐蚀和氧化性能。所以对该材料的研究和开发对于发展超超临界发电机组具有十分重要的意义。

超超临界焊条经过多年的发展，已经有了广泛的应用。而随着自动化程度的提高，越来越多的用户需要此类自动或半自动焊接材料代替手工焊焊条，所以此类焊丝的开发也迫在眉睫。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于超超临界汽轮机ZG1Cr10MoVNbN或T91/P91等耐热钢配套使用的超超临界耐热钢药芯焊丝及其制备方法。

本发明的一方面提供了超超临界耐热钢药芯焊丝，所述药芯焊丝包括外皮和药芯，所述外皮为低碳钢钢薄带，以质量百分比计，所述药芯包括以下组分：石墨粉3～5％、金属铬35～50％、金红石20～40％、钼铁3～8％、锰铁粉3～8％、镍粉1～8％、长石2～8％、钒铁1～5％、铌铁1～5％、氟化物0.2～2％以及余量的铁粉和不可避免的杂质；其中，所述药芯重量占焊丝总重量的10～30％

根据本发明超超临界耐热钢药芯焊丝的一个实施例，所述药芯焊丝的直径为φ1.2～2.4mm。

根据本发明超超临界耐热钢药芯焊丝的一个实施例，以质量百分比计，所述低碳钢钢薄带包含以下成分：C 0.02～0.045％、Mn 0.15～0.35％、Si≤0.035％、S≤0.015％、P≤0.017％以及余量的铁和不可避免的杂质。

根据本发明超超临界耐热钢药芯焊丝的一个实施例，所述氟化物为氟化钙、氟钛酸钾和氟铝酸钾中的一种或多种。

根据本发明超超临界耐热钢药芯焊丝的一个实施例，所述药芯焊丝适用于超超临界汽轮机ZG1Cr10MoVNbN或T91/P91耐热钢的配套使用。