1. 馬(ma)氏體高合金耐(nai)熱鋼焊接材料
馬氏體耐熱鋼(gang)焊接通常要求采用鉻含量和母材基本相同的同質填充焊絲和焊條。列入我國國家標準的高鉻馬氏體鋼焊條品種尚不全。在實際生產中,為保證接頭的性能,常選用相當國際標準的國外公司生產的焊條。高鉻馬氏體耐熱鋼,如X20CrMoV12和X20CrMoWV12-1等鋼用的焊條、氬弧焊(han)填充焊絲和埋弧焊焊絲-焊劑組合,推薦采用符合歐盟標準的ECrMoWV12B42H5、WCrMoWV12Si 和 SCrMoWV12/SAFB265DCH5焊條、焊絲和焊劑。這些焊條和焊絲的化學成分和焊縫金屬的力學性能分別列于表2-8和表2-9。
表2-8 X20CrMoV12-1和X20CrMoWV12-1高(gao)合金(jin)耐(nai)熱鋼(gang)焊條和焊絲的典型化學成分
2. 鐵素(su)體(ti)高合金耐熱鋼(gang)焊接材料
高(gao)(gao)鉻(ge)鐵素(su)體(ti)耐(nai)熱鋼(gang)通常多采用(yong)焊條(tiao)電(dian)弧(hu)焊和鎢極(ji)氬弧(hu)焊。高(gao)(gao)鉻(ge)鐵素(su)體(ti)耐(nai)熱鋼(gang)的焊接填(tian)充(chong)金屬基本(ben)有(you)三類:①. 合(he)(he)金成分基本(ben)與(yu)母材(cai)匹配的高(gao)(gao)鉻(ge)鋼(gang)填(tian)充(chong)材(cai)料(liao);②. 奧氏體(ti)鉻(ge)鎳高(gao)(gao)合(he)(he)金鋼(gang);③. 鎳基合(he)(he)金。對于(yu)(yu)(yu)在高(gao)(gao)溫(wen)下長期運行的焊件(jian),不推薦(jian)采用(yong)奧氏體(ti)鋼(gang)填(tian)充(chong)金屬。而鎳基合(he)(he)金由于(yu)(yu)(yu)價格(ge)昂貴,只有(you)在特殊的場合(he)(he)下才采用(yong)。列入我國國家標(biao)準(GB/T983-1995)的鐵素(su)體(ti)耐(nai)熱鋼(gang)焊條(tiao)只有(you)兩種(zhong),即E430-16(G302)和E430-15(G307),適用(yong)于(yu)(yu)(yu)17%以(yi)下的各(ge)種(zhong)高(gao)(gao)鉻(ge)鐵素(su)體(ti)耐(nai)熱鋼(gang)。
由于(yu)在鐵(tie)素(su)(su)體(ti)耐熱鋼(gang)中(zhong)常見(jian)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形(xing)成元素(su)(su)鋁鈦難(nan)以通(tong)過(guo)電弧(hu)(hu)過(guo)渡到焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu),故迄今為止尚未研制出(chu)與(yu)這(zhe)些鐵(tie)素(su)(su)體(ti)耐熱鋼(gang)成分(fen)完全匹配的(de)(de)焊(han)(han)條。為克服這(zhe)一(yi)難(nan)題,可采(cai)用鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)或等離子弧(hu)(hu)焊(han)(han)。在惰性氣(qi)體(ti)Ar的(de)(de)保護下,焊(han)(han)絲(si)中(zhong)的(de)(de)Al、Ti和Nb等元素(su)(su)不發生(sheng)燒(shao)損而大部(bu)分(fen)過(guo)渡到焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)中(zhong)。高鉻(ge)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)耐熱鋼(gang)焊(han)(han)絲(si)推薦采(cai)用美國AWSA5.9/A5.9M:2006焊(han)(han)絲(si)標準中(zhong)規定的(de)(de)三種高鉻(ge)合金鋼(gang)焊(han)(han)絲(si)。這(zhe)些焊(han)(han)絲(si)的(de)(de)牌號和標準化(hua)學成分(fen)列于(yu)表2-10。
3. 奧(ao)氏體高合金耐熱鋼(gang)焊(han)接材料
奧氏體(ti)耐(nai)熱鋼焊(han)接填充材(cai)料(liao)的(de)選擇首先要保證(zheng)焊(han)縫(feng)(feng)的(de)致(zhi)密(mi)性(xing),無(wu)裂紋和(he)氣孔等缺陷。同時應(ying)(ying)使焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)熱強(qiang)性(xing)基(ji)本與母材(cai)等強(qiang)。這就要求其合金(jin)成分大致(zhi)與母材(cai)成分匹配。其次應(ying)(ying)考慮焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)內(nei)鐵(tie)素(su)體(ti)含量的(de)控制,對于長期(qi)在(zai)高溫下運(yun)行的(de)奧氏體(ti)鋼焊(han)件,焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)內(nei)鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)體(ti)積分數不(bu)應(ying)(ying)超過5%。為提高全奧氏體(ti)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)抗裂性(xing),選用錳達6%~8%的(de)焊(han)接填充材(cai)料(liao)是一種行之有效的(de)解決(jue)辦法。表2-11列出(chu)我國常用的(de)奧氏體(ti)耐(nai)熱鋼焊(han)條和(he)焊(han)絲的(de)標準型號(hao)和(he)牌號(hao)以(yi)及(ji)所適(shi)用的(de)母材(cai)牌號(hao)。
一種奧氏(shi)體(ti)(ti)耐熱(re)鋼可采(cai)用幾種焊(han)條或(huo)焊(han)絲(si)(si)來焊(han)接,這主(zhu)要取決于(yu)焊(han)件的工作條件,即溫度、介質和運行(xing)時(shi)(shi)間。氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)焊(han)和埋弧焊(han)焊(han)絲(si)(si)原(yuan)則上(shang)應具(ju)有不同的合金成(cheng)(cheng)分,因為在(zai)埋弧焊(han)過程中,焊(han)劑或(huo)多或(huo)少對(dui)焊(han)接熔池產生滲硅(gui)作用,合金成(cheng)(cheng)分鉻亦會有一定程度的燒(shao)損。而(er)在(zai)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)焊(han)時(shi)(shi),因無(wu)任何冶金反應,焊(han)絲(si)(si)中的合金成(cheng)(cheng)分基本(ben)上(shang)不會燒(shao)損。某些對(dui)氧親(qin)和力(li)特(te)別高的元素,如(ru)鈦、鋁等可能因保(bao)護(hu)氣(qi)氛混(hun)人(ren)微量氧氣(qi)而(er)產生微量的燒(shao)損。因此(ci)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)焊(han)焊(han)絲(si)(si)的合金成(cheng)(cheng)分基本(ben)上(shang)與母材(cai)成(cheng)(cheng)分相同。
4. 彌散(san)硬化(hua)耐熱鋼焊接材料
彌散硬化耐熱鋼可以(yi)采用任何一種(zhong)能用于奧氏體(ti)(ti)(ti)耐熱鋼的(de)(de)焊(han)(han)接方(fang)法進行焊(han)(han)接。因為至今尚未研制出與母材強度完全匹(pi)配的(de)(de)彌散硬化耐熱鋼焊(han)(han)條,比較適(shi)用的(de)(de)焊(han)(han)接方(fang)法有:鎢極惰性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)(han)、熔化極惰性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)(han)和等離子弧(hu)焊(han)(han)。埋弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)熱量輸入較高,彌散硬化耐熱鋼焊(han)(han)絲供應也有困難,其應用范圍較窄。
彌散硬(ying)化耐(nai)(nai)熱鋼(gang)焊接時(shi),如(ru)果要(yao)求接頭達到與(yu)母材(cai)相等的高強度,則填(tian)充(chong)材(cai)料的合(he)金成分應與(yu)母材(cai)基(ji)(ji)本相同(tong)。對(dui)于彌散硬(ying)化奧氏體耐(nai)(nai)熱鋼(gang),由于存在(zai)焊接裂紋問題,不(bu)強求填(tian)充(chong)金屬成分與(yu)母材(cai)完全一致。在(zai)一般情況下,可以采(cai)用(yong)(yong)奧氏體耐(nai)(nai)熱鋼(gang)或鎳基(ji)(ji)合(he)金填(tian)充(chong)金屬。表2-12列出推薦(jian)用(yong)(yong)于彌散硬(ying)化耐(nai)(nai)熱鋼(gang)的焊條和焊絲(si)。