[发明专利]3Ni-1.6Cr-0.5Mo核电设备用钢配套用焊条及其制备方法

说明书

本发明公开了3Ni‑1.6Cr‑0.5Mo核电设备用钢配套用焊条，包括高碱性焊条药皮和焊条用低合金钢焊芯，药皮由固体组分和液体组分混合而成，固体组分的组成元素及其重量百分比包括：CaC03：44％～48％、CaF2：20％～25％、Ti02：6％～8％、Na2CO3：0～1％、CaSi03：4％～6％、MgO：1％～3％、TiFe：4％～10％、SiFe：1％～3％以及含有Ni和Cr的金属粉：4％～10％，金属粉中Ni：3％～6％、Cr：2％～4％；液体组分为钾钠水玻璃，占矿物原料干粉组分质量20％～23％，焊芯的组成元素及其重量百分比包括：C：0.09％～0.12％、Si：0.1％～0.23％、Mn：1.5％～2.0％、P≤0.02％、S≤0.02％、Cr：1.0％～1.8％、Ni：2.6％～3.5％、Mo：0.3％～0.7％、Cu≤0.020％、Co≤0.020％、余量为Fe。该焊条焊接适应性良好，熔敷金属强度高、韧性好，低温塑性良好，满足现阶段研制SA508Gr.4N钢及其改进型钢焊接需求。

技术领域

本发明涉及到焊接材料领域，尤其涉及到新一代核电设备用3Ni-1.6Cr-0.5Mo钢配套用高强度焊条。

背景技术

目前，核电技术已经发展到二代、三代和三代+。随着核电技术的发展使反应堆内环境愈加严苛,例如第四代堆型中的超临界水冷堆压力容器内设计压力27.5MPa、主腔室设计温度 350℃、出口腔室设计温度550℃、设计寿命60年,从而对材料的要求愈加苛刻。当前各国核反应堆压力容器通用钢为620MPa级的SA508-3钢，但是其淬透性、强度、韧性并不能满足新一代核电站的要求,如超临界水冷堆压力容器若用SA508-3制造则壁厚将达440mm,法兰处壁厚更是厚达700mm,这远远超出了SA508-3钢的制造极限。现在各个国家正在大力进行新型核电设备用SA508Gr.4N钢及其改进型钢的研究。

新型核电设备用SA508Gr.4N钢及其改进型钢强度级别为725MPa，SA508Gr.4N钢是具有高淬透性、高强韧性匹配、组织和性能均匀稳定，可良好的满足新一代核电设备的制造。我们国家也正在开展大力研究，2006年钢铁研究总院自筹经费开始SA508Gr.4N钢的实验室探索性研究工作，取得了一些实验室研究成果，并于2008年12月31日申报了SA508Gr.4N钢优化改进型钢(R17Cr1Ni3Mo)的中国发明专利申请，2010年7月21日正式获得专利权(ZL2008 1 0246775.1)。2010年中国一重进行了用于核废料罐锻件的小规模(50吨级)SA508Gr.4N钢锻件试制，积累一些工业试制经验和数据。“十二五”期间(2012年1月-2016年1月)在国防科工局支持下，钢铁研究总院牵头联合中国一重等单位开展了80吨级近似SA508Gr.4N的材料 SA508Gr.4N钢锻件的初步研制工作。初步完成了成分优化、热变形优化、热处理优化、组织性能均匀性等基础研究。

但是由于SA508Gr.4N钢的先进性及科学前沿性，现在国内外能满足核容器焊接、且高强度、高韧性,良好低温塑性(RT_NDT≤-60℃)的焊接材料也不容易获得。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种核电设备用3Ni-1.6Cr-0.5Mo钢配套用高强度焊条。该焊条焊接适应性良好，可适用于厚板、深窄坡口焊接，该焊条熔敷金属化学成分进行了合理匹配，焊条熔敷金属强度高、韧性好，低温塑性良好，满足现阶段研制SA508Gr.4N 钢及其改进型钢的焊接需求。