一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料
阅读说明：本技术 一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料 (High-temperature-resistant corrosion-resistant nickel-based alloy welding material for pressure container ) 是由 朱新军 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及镍合金技术领域,尤其涉及一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料。采用GH3536高温合金焊丝对NO8120合金材质进行焊接过程中,焊缝容易出现气孔和微裂纹,导致焊接不良,焊接接头的力学性能不佳。基于上述问题,本发明提供一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料,其在GH3536合金焊丝成分的基础上进一步优化,使其在焊接NO8120合金材质的压力容器时,焊缝不容易出现气孔和微裂纹,大大提高了焊接接头的室温力学性能和高温力学性能。(The invention relates to the technical field of nickel alloy, in particular to a high-temperature-resistant corrosion-resistant nickel-based alloy welding material for a pressure container. In the process of welding the NO8120 alloy material by adopting the GH3536 high-temperature alloy welding wire, pores and microcracks are easy to appear in the welding seam, so that poor welding is caused, and the mechanical property of the welding joint is poor. Based on the problems, the invention provides the high-temperature-resistant corrosion-resistant nickel-based alloy welding material for the pressure container, which is further optimized on the basis of the components of the GH3536 alloy welding wire, so that pores and microcracks are not easy to appear in a welding seam when the pressure container made of NO8120 alloy is welded, and the room-temperature mechanical property and the high-temperature mechanical property of a welding joint are greatly improved.)
技术领域
本发明涉及镍合金技术领域，尤其涉及一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料。
背景技术
多晶硅熔炼提纯用压力容器的材质多使用NO8120合金，压力容器的制造工艺中一般使用GH3536高温合金焊丝对其进行焊接操作。
压力容器的筒体与上下法兰接缝处是受到应力最大的部分，研究发现，使用GH3536高温合金焊丝对NO8120合金材质进行焊接后，对压力容器进行水压试验，检验条件为水压泄露，试验压力PT＝1.25p，取压力0.4MPa，最多只能保证筒体与上下法兰接缝处在1h内不泄露。
经仔细研究发现，GH3536高温合金焊丝对NO8120合金材质进行焊接过程中，焊缝容易出现气孔和微裂纹，进而导致焊接不良，焊接接头的室温力学性能和高温力学性能不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：采用GH3536高温合金焊丝对NO8120合金材质进行焊接过程中，焊缝容易出现气孔和微裂纹，导致焊接不良，焊接接头的力学性能不佳。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，以质量百分含量计，包括以下成分：
具体地，所述的一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，其特征在于，以质量百分含量计，包括以下成分：
具体地，所述的一种压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，按照以下步骤制备：
按照以下步骤制备：
(1)合金熔炼：
按照配方量，将原料按照配比投入真空感应炉熔炼，真空度需达到6.5×10-2Pa以上，并浇注成电极棒；
(2)电渣重熔：
采用电渣重熔设备，将步骤(1)所述电极棒的表面打磨处理后作为电极插入熔渣内重熔，停电冷却时间为10-15min，脱锭，冷却至常温，得到合金锭；
(3)热锻开坯：
将步骤(2)所述合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内加热，升温至1160-1180℃，保温50-60min，锻造成合金坯，冷却至常温；
(4)热轧退火：
将步骤(3)所述的合金坯加热至1140-1160℃，热轧成盘圆丝材，冷却至常温；
(5)机械剥壳：
采用机械剥壳设备，将步骤(4)所述的盘圆丝材表面进行机械剥壳处理，去除表面氧化皮，得到光亮盘圆丝材；
(6)拉拔减径：
采用现有的冷拉工艺，将步骤(5)所述的光亮盘圆丝材逐步拉拔减径，直至丝材直径为1.6-2.4mm，保证丝材表面洁净光滑，无毛刺，凹坑，划痕，锐弯，打结，油污和其他杂质等；
(7)矫直切断或精密层绕：
采用矫直切断设备，将步骤(6)所述的丝材矫直切断成长度为860-1000mm的直条，或者采用精密层绕设备，将步骤(6)所述的丝材层绕到焊接材料盘上。
具体地，电渣重熔时，熔渣采用CaF2-Al2O3-CaO渣系，渣系中CaF2的重量百分比为70-80％，Al2O3的重量百分比为17-20％，CaO的重量百分比含量为4-6％。
具体地，矫直切断后焊接材料的线经允许偏差为(+0.1mm，－0.1mm)，精密层绕后焊接材料的线经允许偏差为(+0.01mm，－0.04mm)，松弛直径为600-1000mm，翘距为0-15mm。
本发明的有益效果是：
本发明在GH3536合金焊丝成分的基础上进一步优化，有效改善了镍合金焊丝的焊接性能，使其在焊接NO8120合金材质的压力容器时，焊缝不容易出现气孔和微裂纹，大大提高了压力容器在水压试验中的耐压时长，水压测试压力为0.4MPa时，NO8120合金材质的压力容器焊接后的耐压时长可达2h，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明以下实施例的压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，均按照以下步骤制备：
按照以下步骤制备：
(1)合金熔炼：
按照配方量，将原料按照配比投入真空感应炉熔炼，真空度需达到6.5×10-2Pa以上，并浇注成电极棒；
(2)电渣重熔：
采用电渣重熔设备，将步骤(1)所述电极棒的表面打磨处理后作为电极插入熔渣内重熔，停电冷却时间为10-15min，脱锭，冷却至常温，得到合金锭，电渣重熔时，熔渣采用CaF2-Al2O3-CaO渣系，渣系中CaF2的重量百分比为70-80％，Al2O3的重量百分比为17-20％，CaO的重量百分比含量为4-6％；
(3)热锻开坯：
将步骤(2)所述合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内加热，升温至1160-1180℃，保温50-60min，锻造成合金坯，冷却至常温；
(4)热轧退火：
将步骤(3)所述的合金坯加热至1140-1160℃，热轧成盘圆丝材，冷却至常温；
(5)机械剥壳：
采用机械剥壳设备，将步骤(4)所述的盘圆丝材表面进行机械剥壳处理，去除表面氧化皮，得到光亮盘圆丝材；
(6)拉拔减径：
采用现有的冷拉工艺，将步骤(5)所述的光亮盘圆丝材逐步拉拔减径，直至丝材直径为1.6-2.4mm，保证丝材表面洁净光滑，无毛刺，凹坑，划痕，锐弯，打结，油污和其他杂质等；
(7)矫直切断或精密层绕：
采用矫直切断设备，将步骤(6)所述的丝材矫直切断成长度为860-1000mm的直条，或者采用精密层绕设备，将步骤(6)所述的丝材层绕到焊接材料盘上，矫直切断后焊接材料的线经允许偏差为(+0.1mm，－0.1mm)，精密层绕后焊接材料的线经允许偏差为(+0.01mm，－0.04mm)，松弛直径为600-1000mm，翘距为0-15mm。
实施例1
压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，以质量百分含量计，包括以下成分：
实施例2
压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，以质量百分含量计，包括以下成分：
实施例3
压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，其特征在于，以质量百分含量计，包括以下成分：
实施例4
压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，以质量百分含量计，包括以下成分：
实施例5
压力容器用耐高温耐腐蚀镍基合金焊接材料，以质量百分含量计，包括以下成分：
对比例1同实施例1，不同之处在于，对比例1中Si的质量百分含量为1％。
对比例2同实施例1，不同之处在于，对比例2中Si的质量百分含量为0.1％。
对比例3同实施例1，不同之处在于，对比例3中Mn的质量百分含量为1％。
对比例4同实施例1，不同之处在于，对比例4中Mn的质量百分含量为0.1％。
对比例5同实施例1，不同之处在于，对比例5中Cu的质量百分含量为0.5％。
性能测试：
采用实施例1-5以及对比例1-5所获镍合金焊丝对NO8120合金材质进行钨极氩弧焊，按照GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》分别在室温和350℃下对焊接接头进行室温力学性能和高温力学性能测试，测试结果见表1。
表1
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。