本發明涉及焊絲技術領域,尤其涉及一種耐腐蝕高韌性藥芯焊絲。
背景技術:
堆焊作為材料表面改性的一種經濟而快捷的工藝方法,對提高零件的使用壽命、提高產品性能、降低生產成本有顯著的效果,廣泛用于各個工業部門零件的制造修復中。焊接質量的好壞、焊接效率的高低是由焊接材料、焊接工藝決定的,尤其是焊接材料是焊接的關鍵,堆焊材料是影響堆焊合金耐磨性的重要因素,目前對耐磨件的修復主要是采用耐磨堆焊藥芯焊絲焊接,而耐磨堆焊藥芯焊絲化學成分配比不合理,韌性、耐蝕性低,從而使堆焊合金達不到使用要求,致使金屬構件使用壽命不高。
技術實現要素:
基于背景技術存在的技術問題,本發明提出了一種耐腐蝕高韌性藥芯焊絲,其具有良好的韌性、硬度、強度、耐腐蝕性與耐磨性,延長了金屬構件的使用壽命。
本發明提出的一種耐腐蝕高韌性藥芯焊絲,由藥芯和包覆在藥芯外側的不銹鋼外皮組成,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.1-0.2%、Si:0.6-0.9%、Mg:0.1-0.3%、Al:0.2-0.4%、B:0.3-0.6%、Mn:1.2-2%、Ni:3.5-5%、Cr:14.5-19%、Ti:1.8-2.5%、Sr:0.05-0.15%、Mo:0.08-0.15%、V:0.04-0.12%、Zr:0.02-0.035%、Nd:0.08-0.15%、Sc:0.01-0.02%,其余為Fe及不可避免的雜質。
具體實施方式中,C的質量百分數可以為0.12%、0.135%、0.15%、0.17%、0.185%,Si的質量百分數可以為0.65%、0.7%、0.75、0.8%、0.85%,Mg的質量百分數可以為0.13%、0.16%、0.2%、0.24%、0.28%,Al的質量百分數可以為0.24%、0.28%、0.32%、0.35、0.38%,B的質量百分數可以為0.35%、0.4%、0.45%、0.5%、0.55%,Mn的質量百分數可以為1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.85%,Ni的質量百分數可以為3.8%、4.2%、4.4%、4.6%、4.85%,Cr的質量百分數可以為15%、15.5%、16%、16.6%、17.2%、17.8%、18.5%,Ti的質量百分數可以為1.9%、2%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%,Sr的質量百分數可以為0.07%、0.09%、0.11%、0.125%、0.14%,Mo的質量百分數可以為0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.135%,V的質量百分數可以為0.05%、0.07%、0.08%、0.1%、0.11%,Zr的質量百分數可以為0.022%、0.026%、0.029%、0.032%,Nd的質量百分數可以為0.09%、0.11%、0.012%、0.0135%,Sc的質量百分數可以為0.012%、0.014%、0.016%、0.018%,其余為Fe及不可避免的雜質。
優選地,在藥芯的組分中,Ti、B、C的重量比為12-18:3-3.5:1。
優選地,Mn、Ni、V在藥芯中的質量百分數滿足以下關系式:5.62%≤Mn+Ni+V≤6.24%。
優選地,Al、Mg、Si、Ti在藥芯中的質量百分數滿足以下關系式:3.2%≤Al+Mg+Si+Ti≤3.6%。
優選地,Nd、Sc在藥芯中的質量百分數滿足以下關系式:0.1%≤Nd+Sc≤0.136%。
優選地,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.12-0.18%、Si:0.66-0.82%、Mg:0.12-0.26%、Al:0.22-0.34%、B:0.35-0.55%、Mn:1.3-1.8%、Ni:3.8-4.5%、Cr:15.5-18%、Ti:2-2.3%、Sr:0.08-0.12%、Mo:0.09-0.13%、V:0.06-0.1%、Zr:0.025-0.03%、Nd:0.09-0.13%、Sc:0.012-0.018%,其余為Fe及不可避免的雜質。
優選地,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.15%、Si:0.75%、Mg:0.15%、Al:0.32%、B:0.45%、Mn:1.55%、Ni:4.2%、Cr:17.2%、Ti:2.2%、Sr:0.09%、Mo:0.11%、V:0.08%、Zr:0.028%、Nd:0.11%、Sc:0.016%,其余為Fe及不可避免的雜質。
優選地,在藥芯的組分中,Al、Mg是以納米鎂鋁合金粉末的形式存在,且納米鎂鋁合金粉末的粒度為120-150目。
本發明采用常規制備工藝制得。
本發明中通過控制焊絲中Cr、Mo、Ni的含量及比例,焊接時為熔敷金屬具有良好的強度、韌性等力學性能奠定了基礎;C與Mn、Cr、Mo、V配合,一方面具有脫氧效果,降低熔敷金屬中的氧含量,另一方面生成彌散分布的強碳化物Cr23C6、Cr7C3、VC,提高了熔敷金屬的強度、硬度、耐磨性與耐腐蝕性,同時提高了熔敷金屬的抗裂性與低溫沖擊韌性,改善了焊液的流動性;通過控制Mg、Al、Si、Ti的含量,使焊絲具有良好的脫氧效果,顯著降低熔敷金屬中的氧含量,再通過控制Sr、Sc、Nd的含量,使焊絲具有良好的脫氫能力,顯著降低熔敷金屬中的氫含量,Mg、Al、Si、Ti與Sr、Sc、Nd配合,有效改善了焊液的流動性與成形性,提高了電弧穩定性,抑制了熔敷金屬出現氣孔、開裂等現象,提高熔敷金屬的抗開裂性能與脫渣性能,增加其使用壽命;Mg、Cu、Si、Al、Ti配合,生成彌散分布的強化相Mg2Si、CuAl2、Al3Ti、CuMgAl2,再與Sr、Sc、Nd配合,具有凈化晶界,細化組織晶粒,促進針狀鐵素體形成的作用,增大熔敷金屬與母材的結合強度,提高熔敷金屬的強度、硬度、韌性、耐腐蝕性能、抗氧化性能及抗疲勞性能;通過控制Ti、B、C三者的含量及比例,在熔敷金屬中形成黑色顆粒TiB2、TiC,提高熔敷金屬的硬度與韌性,同時部分Ti與氧元素結合形成TiO作為變質劑,TiB2、TiC和TiO配合,彌散分布在熔敷金屬中且充當異質形核的質點,促進了針狀鐵素體和初生碳化物的形成,增加熔覆金屬間的位錯密度,提高熔覆金屬的耐磨性能和與母材的結合力,而Ni能有效降低間隙原子交互作用的能量和晶體點陣中的位錯運動抗力,促進應力松弛,提高熔敷金屬的韌性,Ni與TiB2、TiC、TiO配合,使熔敷金屬具有良好的抗裂性,降低脆性斷裂傾向。本發明提出了一種耐腐蝕高韌性藥芯焊絲,其具有良好的韌性、硬度、強度、耐腐蝕性與耐磨性,延長了金屬構件的使用壽命。
具體實施方式
下面,通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
本發明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲,由藥芯和包覆在藥芯外側的不銹鋼外皮組成,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.1%、Si:0.9%、Mg:0.1%、Al:0.4%、B:0.3%、Mn:2%、Ni:3.5%、Cr:14.5%、Ti:1.8%、Sr:0.15%、Mo:0.08%、V:0.12%、Zr:0.02%、Nd:0.15%、Sc:0.01%,其余為Fe及不可避免的雜質。
實施例2
本發明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲,由藥芯和包覆在藥芯外側的不銹鋼外皮組成,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.2%、Si:0.6%、Mg:0.3%、Al:0.2%、B:0.6%、Mn:1.2%、Ni:5%、Cr:19%、Ti:2.5%、Sr:0.05%、Mo:0.15%、V:0.04%、Zr:0.035%、Nd:0.08%、Sc:0.02%,其余為Fe及不可避免的雜質。
實施例3
本發明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲,由藥芯和包覆在藥芯外側的不銹鋼外皮組成,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.15%、Si:0.75%、Mg:0.15%、Al:0.32%、B:0.45%、Mn:1.55%、Ni:4.2%、Cr:17.2%、Ti:2.2%、Sr:0.09%、Mo:0.11%、V:0.08%、Zr:0.028%、Nd:0.11%、Sc:0.016%,其余為Fe及不可避免的雜質。
實施例4
本發明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲,由藥芯和包覆在藥芯外側的不銹鋼外皮組成,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.12%、Si:0.88%、Mg:0.13%、Al:0.34%、B:0.38%、Mn:1.85%、Ni:3.85%、Cr:16.5%、Ti:1.95%、Sr:0.12%、Mo:0.095%、V:0.011%、Zr:0.025%、Nd:0.12%、Sc:0.016%,其余為Fe及不可避免的雜質。
實施例5
本發明提出的一種高硬度耐磨性藥芯焊絲,由藥芯和包覆在藥芯外側的不銹鋼外皮組成,藥芯的組分按質量分數包括:C:0.18%、Si:0.69%、Mg:0.16%、Al:0.24%、B:0.56%、Mn:1.45%、Ni:4.45%、Cr:17.9%、Ti:2.2%、Sr:0.08%、Mo:0.13%、V:0.06%、Zr:0.032%、Nd:0.11%、Sc:0.014%,其余為Fe及不可避免的雜質。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。