本發(fā)明涉及焊接材料領(lǐng)域，特別涉及一種蒸汽溫度超超臨界火電機(jī)組用鋼的TIG焊焊絲及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前世界范圍內(nèi)主要超超臨界火電機(jī)組的蒸汽參數(shù)為600℃，我國(guó)自1996年浙江玉環(huán)第一臺(tái)600℃超超臨界火電機(jī)組投運(yùn)以來(lái)，已先后建成近百臺(tái)600℃超超臨界火電機(jī)組。為進(jìn)一步降低煤耗、提高熱效率和降低排放,為進(jìn)一步降低煤耗、提高熱效率和降低排放，我國(guó)2010年啟動(dòng)了700℃蒸汽參數(shù)超超臨界火電機(jī)組研制國(guó)家計(jì)劃。

耐熱材料是制約火電機(jī)組向高參數(shù)發(fā)展的主要“瓶頸”問(wèn)題，而大口徑鍋爐管和集箱則是“瓶頸中的瓶頸問(wèn)題”。700℃蒸汽參數(shù)超超臨界火電機(jī)組鍋爐中的蒸汽溫度是從600℃逐步升溫到700℃，各個(gè)關(guān)鍵溫度段均需要有滿足使用要求的候選耐熱材料。根據(jù)目前的研究結(jié)果，馬氏體耐熱鋼P(yáng)92可用于620℃蒸汽溫度以下部分大口徑鍋爐管制造，鎳基耐熱合金CCA617可用于650-700℃蒸汽溫度段大口徑鍋爐管制造。由于奧氏體耐熱鋼的熱導(dǎo)率低、熱膨脹系數(shù)大，不適合用于制造高參數(shù)超超臨界火電機(jī)組的大口徑鍋爐管。

依托科技部973計(jì)劃“耐高溫馬氏體鋼的組織穩(wěn)定性基礎(chǔ)研究”課題和863計(jì)劃“先進(jìn)超超臨界火電機(jī)組關(guān)鍵鍋爐管開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，鋼鐵研究總院和寶鋼聯(lián)合開(kāi)發(fā)了G115鋼。

G115鋼屬于超超臨界鋼中的一種，成分特點(diǎn)為9Cr-3W-3Co，是一種馬氏體鋼。與傳統(tǒng)的T/P92鋼相比，具有更高的使用溫度和許用應(yīng)力，在650℃蒸汽溫度鍋爐中具有廣闊的應(yīng)用前景。

但卻不能找到與該鋼材相匹配的焊接材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一就在于提供一種蒸汽溫度超超臨界火電機(jī)組用鋼的TIG焊焊絲，該焊絲可專用于650℃蒸汽溫度鍋爐鋼的焊接。

技術(shù)方案是：一種蒸汽溫度超超臨界火電機(jī)組用鋼的TIG焊焊絲，該焊絲質(zhì)量百分含量如下：C 0.08-0.12、Mn 0.60-1.00、0〈Si≤0.50、0〈S≤0.010、0〈P≤0.010、Cr 8.0-10.0、0〈Ni≤0.80、0〈Mo≤0.10、Co 2.6-3.2、W 2.5-3.2、V 0.15-0.30、Nb 0.02-0.10、N 0.005-0.015、B 0.002-0.010、Cu 0.70-1.10，余量為Fe及雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，所述C 0.081-0.096、Mn 0.60-1.00、Si 0.35-0.43、0〈S≤0.010、0〈P≤0.010、Cr 8.20-9.43、Ni 0.50-0.60、0〈Mo≤0.10、Co 2.72-2.88、W 2.63-2.75、V 0.18-0.19、Nb 0.03-0.09、N 0.008-0.012、B 0.002-0.010、Cu 0.70-1.10，余量為Fe及雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，所述C 0.085、Mn 0.70、Si 0.35、S 0.005、P 0.007、Cr 8.20、Ni 0.60、Mo 0.001、Co 2.80、W 2.75、V 0.19、Nb 0.04、N 0.010、B 0.002、Cu 0.85。

作為優(yōu)選，所述C 0.096、Mn 0.70、Si 0.43、S 0.005、P 0.007、Cr 8.90、Ni 0.50、Mo 0.001、Co 2.72、W 2.63、V 0.19、Nb 0.03、N 0.012、B 0.002、Cu 0.85。

作為優(yōu)選，所述C 0.079、Mn 0.70、Si 0.37、S 0.005、P 0.007、Cr 9.43、Ni 0.55、Mo 0.001、Co 2.88、W 2.73、V 0.18、Nb 0.06、N 0.008、B 0.002、Cu 0.85。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種蒸汽溫度超超臨界火電機(jī)組用鋼的TIG焊焊絲的制備方法。

技術(shù)方案是：一種蒸汽溫度超超臨界火電機(jī)組用鋼的TIG焊焊絲的制備方法，包括以下步驟：

①按照常規(guī)氣體保護(hù)焊焊絲冶煉工藝在真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉；

②制成盤(pán)條，經(jīng)拉拔、熱處理、拉拔至直徑Φ2.4mm；

③清洗、鍍銅、分卷得焊絲。

有益效果：

本發(fā)明的針對(duì)現(xiàn)有焊絲的缺陷，添加了奧氏體化元素Co，在提高蠕變強(qiáng)度的同時(shí)還能抑制δ鐵素體的形成，延緩馬氏體鋼的回火恢復(fù)，在回火時(shí)促進(jìn)細(xì)小二次碳化物的形核并延緩碳化物的長(zhǎng)大；通過(guò)添加W減少M(fèi)o，并添加B、Cu以進(jìn)一步提高鋼的蠕變強(qiáng)度，能降低鋼組織的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度Ms，減少熱膨脹率，因而能更穩(wěn)定和強(qiáng)化馬氏體組織。

本發(fā)明在G115鋼上進(jìn)行焊接，焊縫金屬具有與G115鋼相近的強(qiáng)度、韌性和高溫性能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

焊絲成分按質(zhì)量百分比為：C 0.085、Mn 0.70、Si 0.35、S 0.005、P 0.007、Cr 8.20、Ni 0.60、Mo 0.001、Co 2.80、W 2.75、V 0.19、Nb 0.04、N 0.010、B 0.002、Cu 0.85，余量為Fe和雜質(zhì))進(jìn)行TIG焊接試驗(yàn)(焊接直徑為Φ73mm，壁厚分別為11mm的G115鋼板)。焊接工藝性能優(yōu)良，焊縫表面成形美觀，焊縫邊緣規(guī)整，無(wú)咬邊、氣孔、裂紋等焊接缺陷。

表1熔敷金屬力學(xué)性能

表2熔敷金屬高溫拉伸數(shù)據(jù)

表3熔敷金屬短時(shí)高溫拉伸數(shù)據(jù)

實(shí)施例2

將實(shí)施例1的焊劑配合焊絲(焊絲成分按質(zhì)量百分比為：C 0.0 96、Mn 0.70、Si 0.43、S 0.005、P 0.007、Cr 8.90、Ni 0.50、Mo 0.001、Co 2.72、W 2.63、V 0.19、Nb 0.04、N 0.012、B 0.002、Cu 0.85，余量為Fe和雜質(zhì))進(jìn)行TIG焊接試驗(yàn)(焊接直徑為Φ73mm，壁厚分別為11mm的G115鋼板)。焊接工藝性能優(yōu)良，焊縫表面成形美觀，焊縫邊緣規(guī)整，無(wú)咬邊、氣孔、裂紋等焊接缺陷。

表4熔敷金屬力學(xué)性能

表5熔敷金屬高溫拉伸數(shù)據(jù)

實(shí)施例3

將實(shí)施例1的焊劑配合焊絲(焊絲成分按質(zhì)量百分比為：C 0.082、Mn 0.70、Si 0.37、S 0.005、P 0.007、Cr 9.43、Ni 0.55、Mo 0.001、Co 2.88、W 2.73、V 0.18、Nb 0.06、N 0.008、B 0.002、Cu 0.85，余量為Fe和雜質(zhì))進(jìn)行TIG焊接試驗(yàn)(焊接直徑為Φ73mm，壁厚分別為11mm的G115鋼板)。焊接工藝性能優(yōu)良，焊縫表面成形美觀，焊縫邊緣規(guī)整，無(wú)咬邊、氣孔、裂紋等焊接缺陷。

表4熔敷金屬力學(xué)性能

表5熔敷金屬高溫拉伸數(shù)據(jù)

實(shí)施例1-3各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)其性能均滿足630-650℃超超臨界鍋爐用鋼的焊接技術(shù)要求。

實(shí)施例1-3的焊絲是通過(guò)以下方法制備的：

①按照常規(guī)氣體保護(hù)焊焊絲冶煉工藝在真空感應(yīng)爐內(nèi)冶煉。

②制成盤(pán)條，經(jīng)拉拔、熱處理、拉拔至直徑Φ2.4mm。

③清洗、鍍銅、分卷得焊絲。