合金法蘭
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由于現代煤化工行業(yè)技術的發(fā)展，對材料的耐磨 性和耐蝕性有了更高的要求，傳統(tǒng)的碳鋼、不銹鋼、鎳 基合金等材料的耐磨性都比較差，不能滿足要求，而專 用耐磨損、耐腐蝕的合金EDCrNi—B．15(D547Mo)是在 只用硅合金元素強化的D547，D557基礎上發(fā)展起來 的，D547由于硬度偏低，使用壽命不高，而D557焊條 堆焊金屬抗裂性不好，要求預熱溫度高，冷加工性能 差，主要性能均不十分理想。 某公司承接的某化工集團變換爐使用溫度500 ℃，法蘭密封面均要求堆焊EDCrNi—B一15(D547Mo)，是 在Crl8Ni9合金基礎上添加較多量的Si元素，屬于鉻 鎳硅型奧氏體不銹鋼堆焊焊條，硅強化的鐵素體量增 加，可提高材料的抗擦傷性能。長期以來，D547Mo焊 條在產品堆焊過程中預熱溫度須提高至300℃以上， 堆焊后須立即進行回火熱處理，堆焊多層容易產生大 面積裂紋，導致產品多次返修、熱處理，增加了制造成 本，拖延了產品交貨期。試驗對合金系統(tǒng)進行調整的 QD547Mo藥芯焊絲氣體保護焊與D547Mo焊條電弧焊 進行了對比試驗。
該設備法蘭材質為15CrMolV[1 3鍛件，大小規(guī)格不 等，但密封面梯形槽的尺寸完全相同，數量共有8件；原 技術條件要求梯形槽堆焊合金EDCrNi．B一15外，其余均 堆焊E309L+E308L，厚度為2．0 mm+3．0 nun，法蘭結結構示意圖見圖1a，節(jié)點I為梯形槽密封面尺寸詳見圖 1b。由于受結構限制，法蘭密封面有焊條電弧焊、CO：藥 芯焊絲氣保焊兩種可選堆焊方法，考慮到在法蘭15CrMo Ⅳ鍛件基體上直接堆焊，稀釋率高達30％以上，應堆焊 較多層才能保證耐磨性能，故將原圖梯形槽密封面改 為先堆焊E309L不銹鋼作為過渡層，再堆焊合金ED． CrNi—B一15，試驗目的是尋找一種既經濟、實用，又能滿 足技術條件要求的堆焊金屬。
采用D547Mo焊條電弧焊和QD547Mo藥芯焊絲氣 保焊分別進行試驗：在兩塊材質為15CrMoR，規(guī)格為 300 mm×200 mm X 30 mm的試板上均用E309L不銹 鋼焊條堆過渡層，堆焊前預熱150℃以上，堆焊后立即 進行(250～300)℃X 2 h后熱消氫；機械加工后按照 JB／T 4730--2005(承壓設備無損檢測》標準進行100％ 滲透檢測，保證過渡層厚度為2．0 mm。兩塊試板在堆焊547Mo前預熱300℃以上，用遠紅外測溫儀實測試板最 高溫度大約300℃左右開始堆焊，試板1堆焊D547Mo 焊條，堆焊4層；試板2采用QD547Mo藥芯焊絲CO，氣 體保護堆焊，堆焊四層，焊接工藝參數見表l，堆焊后立 即進行675：焉oC x2 h熱處理。按圖1b要求機械加工 后100％滲透檢測，保證硬質合金堆焊層厚度為6．0 mm， 經試驗發(fā)現試板1堆焊兩層不產生裂紋，堆焊第3層開 始出現裂紋，主要為橫向裂紋，堆焊層數越多，產生的 裂紋越多；試板2堆焊3層以上均不出現裂紋。
547Mo前預熱300℃以上，用遠紅外測溫儀實測試板最 高溫度大約300℃左右開始堆焊，試板1堆焊D547Mo 焊條，堆焊4層；試板2采用QD547Mo藥芯焊絲CO，氣 體保護堆焊，堆焊四層，焊接工藝參數見表l，堆焊后立 即進行675：焉oC x2 h熱處理。按圖1b要求機械加工 后100％滲透檢測，保證硬質合金堆焊層厚度為6．0 mm， 經試驗發(fā)現試板1堆焊兩層不產生裂紋，堆焊第3層開 始出現裂紋，主要為橫向裂紋，堆焊層數越多，產生的 裂紋越多；試板2堆焊3層以上均不出現裂紋。
(1)采用547Mo合金堆焊法蘭密封面時，為了降 低稀釋率，需堆焊過渡層E309L，厚度I>2．0 ITLnl。
(2)堆焊547Mo選用的焊接材料，Si含量不能過 高，否則會降低焊接材料的焊接性，應嚴格控制在 2．5％一3．5％范圍。
(3)堆焊過程中應達到規(guī)定的預熱溫度，嚴格控 制層間溫度，堆焊工作必須一次性完成，且堆焊后需立 即進行回火熱處理。
(4)選擇合適的焊接工藝參數和焊后熱處理溫度 及保溫時間，是提高法蘭密封面硬度和使用壽命的最終確定用QD547Mo藥芯焊絲為合金法蘭密封面堆 焊焊接材料，它仍采用C卜Ni—Si—Mo-W—Nb合金系統(tǒng)，但 硅含量進一步降低，增加碳化物形成元素，使沉淀強化 作用更為明顯【3 J，Mo，W，V，Nb等合金元素由于沉淀強 化作用使材料的高溫硬度得到提高。
