一種鐵基抗腐蝕堆焊材料制造技術

一種鐵基抗腐蝕堆焊材料，其特征在于：主要含有鉻、鎳、硼三種元素，成分范圍如下：（重量百分比）Ｃｒ１３～２０，Ｎｉ５～１０，Ｂ０．８～２．０，Ｆｅ余量。本發明專利技術具有中等硬度，良好的抗裂性，較高抗腐蝕性和優異的抗氣蝕性。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及堆焊材料，特別提供了一種鐵基的抗腐蝕堆焊材料。水輪機上采用的抗腐蝕堆焊材料，就其金相組織而言，主要有馬氏體，奧氏體和奧氏體加共晶三大類。0Cr14Ni5Mo(Cr13～16，Ni4～7)為低碳馬氏體，抗腐蝕性為1Cr18Ni9Ti的1.2～1.5倍，KJ5～4(C1、Cr14、Mo1)為高碳馬氏體，抗腐蝕性為1Cr18Ni9Ti的1.5～2.0位，奧氏體焊條中的常用的是18-8系列，有A102，A107，A132等，其次為1Cr13Mn13N(堆277)，這類材料抗氣蝕性能好，約為碳鋼的20倍，但抗磨性與低碳鋼相當，1Cr14Mn13N含少量鐵素體，以奧氏體為主，強度、硬度都高于18-8，抗腐蝕性為18-8的1.5倍左右.耐腐一號組織為奧氏體加碳化物共晶，抗磨性超過18-8的兩倍，但抗氣蝕性能尚不及18-8，耐磨一號硬度較高(HRc50左右)，抗裂性差，難以打磨，推廣應用有一定困難。本專利技術的目的在于提供一種鐵基抗腐蝕堆焊材料，其具有中等硬度，良好的抗裂性，較高抗腐蝕性和優異的抗氣蝕性。本專利技術提供了一種鐵基抗腐蝕材料，其特征在于主要含有鉻、鎳、硼三種元素，成份范圍如下(重量百分比)CrNi B Fe13～20 5～10 0.8～20 余量還可添加銅0.5～2.0。本專利技術堆焊材料為鐵基合金，基體組織為奧氏體，含有大量的合金共晶，含碳量低，具有中等硬度，易打磨，加工，且具有良好的抗磨蝕性。下面結合實施例詳述本專利技術。附附圖說明圖1為三門峽5號機葉片頭部堆焊A102經一個汛期后的形貌照片；附圖2為三門峽4號機葉片頭部堆焊GB1經一個汛期后的形貌照片；附圖3為1號機中環堆焊GB1，經三個汛期，兩個清水期運行后照片；附圖4為1號機葉片背面堆焊GB1(200×300mm)經一個汛期一個清水期運行后照片。實施例QB1、GB2、GB3成份列于表1表1 在旋轉噴射裝置上做磨損試驗，相對速度為41.5m/s，磨料為270目人工石英粉，平均含砂濃度為27.25kg/m3。試驗結果見表2磨損試驗結果表2 表2中，GB2是另一種奧氏體加合金共晶焊條。831焊條是低碳馬氏體焊條，其成分為0Cr14Ni5Mo。從表2可知，GB1的抗磨性比881高一倍，為18-8的2.3倍，與Co-Cr-W接近。在圓盤機上進行氣蝕試驗，轉速3000r/min，φ15通孔作空化源，試樣布置在φ300mm處，試驗結果如表3氣蝕試驗結果表3 18-8是一種抗氣蝕良好的材料，其抗氣蝕性能為45#鋼的20倍左右。而GB的抗氣蝕性能超過18-8的20倍，為0Cr14Ni5Mo的兩倍，Co-Cr-W的三倍，是一種抗氣蝕性能特別好的堆焊料。三年多來，我們在三門峽水庫在1、2和3號機的中環，葉片頭部，外緣和背面及葉片裙邊進行了堆焊GB的現場試驗。1號機待報廢的葉片頭部進行堆焊對比試驗，其中4和8號葉片用GB1，1和5號用A102.運行一個汛期后檢查，結果見圖2和1，可以看出GB1堆焊的4號葉片頭部磨損比A102堆焊的5號輕得多。1號機中環堆焊GB1，214，Co-Cr-W和A102經過一個汛期運行，GB1比A102高出0.4mm，經兩個汛期運行高出0.75mm，GB1堆焊處除有氣孔和夾渣處有小坑外，其他處平滑，而A102有許多小坑，局部出現深坑，見圖3，從圖3還可看出，GB1表面狀態優于低碳Co-Cr-W。鋪焊試驗結果表明，用GB1蓋面的橫向焊縫比用Co-Cr-W蓋面的縱向焊縫磨蝕輕微些，這也說明在現場試驗中GB1抗磨蝕性能優于低碳Co-Cr-W。1號機葉片背面強氣蝕區堆焊GB1，見圖4，經一個清水期后堆焊區周圍的原先堆焊的A102已經磨蝕掉，露出黃銹，而堆GB1處打磨跡尚可見，說明在強氣蝕區GB1焊條具有極優的抗氣蝕性能和良好的抗磨損性能。GB1焊條工藝性良好，可以進行全方位置焊接與A102，A132差不多。當然由于藥皮中含有大量合金，輕微飛濺和煙塵稍多也是正常的，所幸的是GB1焊條藥皮中不含錳，因此不含有對焊工等施工人員有害的錳蒸氣，而堆277就存在這一問題。GB1抗裂性好，極少產生裂紋，特別是在夏季施工時更如此。1992年汛前堆焊經兩個汛期一個清水期運行后仍未出現裂紋。冬季焊接時，不預熱也只是出現極少的裂紋，就抗裂性而言，A102，GB1，KJ5-4,214，Co-Cr-W依次變差。抗磨蝕性則按GB1，Co-Cr-W，214，Z1-1，KJ5-4和A102的次序變差，從焊條的價格考慮，Co-Cr-W焊條為A102的8倍左右，GB1則為A102的1.5倍左右，僅為Co-Cr-W的五分之一。綜上所述，GB1堆焊焊條具有優異的抗磨蝕性能，良好的工藝性，不難打磨，能夠加工，價格又不貴，是水力機械過水部件理想的表面防護材料。權利要求1.一種鐵基抗腐蝕堆焊材料，其特征在于主要含有鉻、鎳、硼三種元素，成份范圍如下(重量百分比)Cr Ni B Fe13～20 5～10 0.8～2.0 余量2.按權利要求1所述鐵基抗腐蝕堆焊材料，其特征在于還可添加銅0.5～2.0。全文摘要一種鐵基抗腐蝕堆焊材料，其特征在于主要含有鉻、鎳、硼三種元素，成分范圍如下(重量百分比)Cr13～20，Ni5～10，B0.8～2.0，Fe余量。本專利技術具有中等硬度，良好的抗裂性，較高抗腐蝕性和優異的抗氣蝕性。文檔編號B23K35/24GK1124685SQ9411267公開日1996年6月19日 申請日期1994年12月13日 優先權日1994年12月13日專利技術者王者昌, 鄭鳳珍, 李強, 白良謀, 梁殿清 申請人:中國科學院金屬研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵基抗腐蝕堆焊材料，其特征在于：主要含有鉻、鎳、硼三種元素，成份范圍如下：（重量百分比）Ｃｒ Ｎｉ Ｂ Ｆｅ１３～２０ ５～１０ ０．８～２．０ 余量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王者昌，鄭鳳珍，李強，白良謀，梁殿清，
申請(專利權)人：中國科學院金屬研究所，
類型：發明
國別省市：89[中國|沈陽]