一种铁基高温合金、铁基高温合金焊丝、增材制造方法与流程

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种铁基高温合金、铁基高温合金焊丝、增材制造方法。

背景技术：

1、目前，g115系耐热钢具有优异的高温区间组织稳定性，此外其还拥有良好的室温拉伸性能、冲击性能、高温力学性能和持久性能，是当前广泛应用的耐热钢。

2、如cn114635071a公开了一种马氏体耐热钢g115的冶炼方法，属于耐热钢冶炼技术领域，包括eaf电炉冶炼+lf精炼+vd真空处理+模铸钢锭+钢锭锻造成自耗电极+电渣重熔的工艺流程，通过精确内控钢的化学成分、严格控制气体含量、提升钢的纯净度、大幅度改善w的偏析，生产出的g115满足cstm 00017-2017、q/oapd 2753-2017和q/oapd 2253-2017等标准

3、cn114635023a公开了一种马氏体耐热钢坯料的生产方法，属于耐热钢热加工技术领域，包括如下工序：1)电渣锭均匀化热处理，为减小热应力，设计了专用的台阶型加热曲线；2)电渣锭锻造加热；3)采用镦粗装置，进行三次以上的镦粗+拔长锻造；4)退火热处理；5)调质热处理。

4、然而现有的g115系耐热钢用于增材制造时成型性能较差，成型件易产生裂纹、气孔等缺陷，同时成型件经热处理后耐热性能和冲击韧性也会变差，不利于增材制造产品性能的发挥。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铁基高温合金、铁基高温合金焊丝、增材制造方法以解决现有的g115系耐热钢用于增材制造时存在的成型性能较差，成型件易产生裂纹、气孔等缺陷，同时成型件经热处理后耐热性能和冲击韧性也会变差，不利于增材制造产品性能体现的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种铁基高温合金，所述铁基高温合金以质量百分含量计包括：

4、cr 9-10％，co 3-4％，w 3-4％，cu 1-2％，mn 0.1-0.5％，nb 0.05-0.14％，si0.05-0.13％，v 0.06-0.13％，b 0.005-0.03％，ni 0.01-0.05％，n 0.005-0.012％，c0.05-0.15％，ti 0.0005-0.0015％，余量为fe及不可避免的杂质元素。

5、本发明提供的铁基高温合金通过对各元素的调整利用调整后各元素间的耦合作用，使得其具有优异的高温性能和力学性能，对于增材制造的成型件具有良好的工艺性能，所制大型结构件无裂纹、气孔等缺陷，可以满足核电高温孔道换热器一体化电弧增材制造的使用要求，打印件成形性能良好，具有高耐热性和高强度等优异的高温力学性能。

6、作为本发明优选的技术方案，所述铁基高温合金以质量百分含量计包括：

7、cr 9.6-9.7％，co 3-3.2％，w 3.4-3.6％，cu 1.3-1.5％，mn 0.2-0.4％，nb0.09-0.11％，si 0.09-0.11％，v 0.09-0.11％，b 0.009-0.02％，ni 0.02-0.04％，n0.008-0.01％，c 0.09-0.11％，ti 0.0009-0.0011％，余量为fe及不可避免的杂质元素。

8、第二方面，本发明提供了一种铁基高温合金焊丝，所述铁基高温合金焊丝采用如第一方面所述铁基高温合金进行制备得到。

9、作为本发明优选的技术方案，所述制备包括：依据质量百分含量配比进行配料，之后进行熔炼，然后经下拉连铸卷绕系统结合冷却循环系统制备粗丝，再经电脉冲致韧拉拔工艺制成焊丝。

10、第三方面，本发明提供了一种耐热钢的增材制造方法，所述增材制造方法包括将第二方面所述铁基高温合金的丝材采用冷金属过渡电弧增材制造方式进行制造。

11、作为本发明优选的技术方案，所述制造中所用丝材的直径为1.5-1.7mm。

12、作为本发明优选的技术方案，所述制造中的送丝速度为3-5m/min。

13、作为本发明优选的技术方案，所述制造中的熔覆速度为0.3-0.6m/min。

14、作为本发明优选的技术方案，所述制造中焊接电流为188-250a。

15、作为本发明优选的技术方案，所述制造中焊接电压为22-23v。

16、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

17、(1)可以实现增材态性能超1000mpa的铁基高温合金内孔道复杂结构的一体化成形。

18、(2)增材产品可以实现600℃下，抗拉强度≥560mpa的性能效果，尤其当进行进一步地热处理后，所得产品在600℃下的抗拉强度≥757mpa。

技术特征：

1.一种铁基高温合金，其特征在于，所述铁基高温合金以质量百分含量计包括：

2.如权利要求1所述铁基高温合金，其特征在于，所述铁基高温合金以质量百分含量计包括：

3.一种铁基高温合金焊丝，其特征在于，所述铁基高温合金焊丝采用如权利要求1或2所述铁基高温合金进行制备得到。

4.如权利要求3所述铁基高温合金焊丝，其特征在于，所述制备包括：依据质量百分含量配比进行配料，之后进行熔炼，然后经下拉连铸卷绕系统结合冷却循环系统制备粗丝，再经电脉冲致韧拉拔工艺制成焊丝。

5.一种耐热钢的增材制造方法，其特征在于，所述增材制造方法包括将权利要求3或4所述铁基高温合金的丝材采用冷金属过渡电弧增材制造方式进行制造。

6.如权利要求5所述增材制造方法，其特征在于，所述制造中所用丝材的直径为1.5-1.7mm。

7.如权利要求5或6所述增材制造方法，其特征在于，所述制造中的送丝速度为3-5m/min。

8.如权利要求5-7任一项所增材述制造方法，其特征在于，所述制造中的熔覆速度为0.3-0.6m/min。

9.如权利要求5-8任一项所增材述制造方法，其特征在于，所述制造中焊接电流为188-250a。

10.如权利要求5-9任一项所增材述制造方法，其特征在于，所述制造中焊接电压为22-23v。

技术总结
本发明涉及一种铁基高温合金、铁基高温合金焊丝、增材制造方法，以质量百分含量计包括：Cr 9‑10％，Co 3‑4％，W 3‑4％，Cu 1‑2％，Mn 0.1‑0.5％，Nb 0.05‑0.14％，Si 0.05‑0.13％，V 0.06‑0.13％，B 0.005‑0.03％，Ni 0.01‑0.05％，N 0.005‑0.012％，C 0.05‑0.15％，Ti 0.0005‑0.0015％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。本发明提供的铁基高温合金通过对各元素的调整利用调整后各元素间的耦合作用，使得所制大型结构件无裂纹、气孔等缺陷，具有高耐热性和高强度等优异的高温力学性能。

技术研发人员：陈黎山,陈盼,王槐春,鲍艳东,章晓勇
受保护的技术使用者：江苏新恒基特种装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9