具有更高焊接性的鐵鎳合金制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種鐵基合金，按重量包括：35％≤Ni≤37％；痕量≤Mn≤0.6％；痕量≤C≤0.07％；痕量≤Si≤0.35％；痕量≤Cr≤0.5％；痕量≤Co≤0.5％；痕量≤P≤0.01％；痕量≤Mo<0.5％；痕量≤S≤0.0035％；痕量≤O≤0.0025％；0.011％≤[(3.138×Al+6×Mg+13.418×Ca)?(3.509×O+1.770×S)]≤0.038％；0.0003％<Ca≤0.0015％；0.0005％<Mg≤0.0035％；0.0020％<Al≤0.0085％；其余由鐵以及制造時(shí)引入的殘留元素組成。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種具有低熱膨脹系數(shù)的鐵鎳合金，該鐵鎳合金用于制造焊接組件，該焊接組件用于需要在溫度變化作用下具有高尺寸穩(wěn)定性的應(yīng)用中。
技術(shù)介紹
更具體而言，上述本專(zhuān)利技術(shù)合金用于低溫應(yīng)用，尤其用于制造盛裝液化氣體的組件，該組件尤其為液化氣體輸送管、液化氣體運(yùn)輸罐或液化氣體貯存罐。目前，上述焊接組件以因瓦型鐵鎳合金作為基礎(chǔ)金屬材料進(jìn)行制造。事實(shí)上，因瓦合金以低的熱膨脹系數(shù)為人所知，因此極其適用于上述應(yīng)用。然而，目前使用的鐵鎳合金并不能令人完全滿意。實(shí)際上，專(zhuān)利技術(shù)人已注意到，由此類(lèi)合金制成的焊接組件具有焊接缺陷。具體而言，專(zhuān)利技術(shù)人觀察到，使用這些合金可導(dǎo)致不規(guī)則的焊縫，并在其表面上形成氧化物凸點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)目的在于找出上述缺點(diǎn)的改進(jìn)方案，并提出一種可用于制造高尺寸穩(wěn)定性及更高焊接性的鐵鎳合金。為實(shí)現(xiàn)此目的，本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種鐵基合金，按重量包括：35％≤Ni≤37％痕量≤Mn≤0.6％痕量≤C≤0.07％痕量≤Si≤0.35％痕量≤Cr≤0.5％痕量≤Co≤0.5％痕量≤P≤0.01％痕量≤Mo<0.5％痕量≤S≤0.0035％痕量≤O≤0.0025％0.011％≤[(3.138×Al+6×Mg+13.418×Ca)-(3.509×O+1.770×S)]≤0.038％0.0003％<Ca≤0.0015％0.0005％<Mg≤0.0035％0.0020％<Al≤0.0085％其余為鐵以及制造時(shí)引入的殘留元素。根據(jù)具體實(shí)施方式，本專(zhuān)利技術(shù)合金包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)特征，這些特征既可分別作為獨(dú)立特征，也可按所有技術(shù)上允許的方式組合：硅含量大于或等于0.1％重量百分比；錳含量大于或等于0.15％重量百分比，碳含量大于或等于0.02％重量百分比，且硅含量大于或等于0.1％重量百分比；碳含量小于或等于0.05％重量百分比；鈣含量小于或等于0.0010％重量百分比；鎂含量小于或等于0.0020％重量百分比；鋁含量處于0.0030％和0.0070％之間。本專(zhuān)利技術(shù)還涉及一種上述合金的帶材制造方法，該方法依次包括如下步驟：制造上述合金；形成該合金的半成品；對(duì)該半成品進(jìn)行熱軋，以獲得熱軋帶；對(duì)該熱軋帶進(jìn)行一次或數(shù)次冷軋，以獲得冷軋帶。本專(zhuān)利技術(shù)還涉及一種上述合金所制帶材。本專(zhuān)利技術(shù)還涉及一種焊絲制造方法，依次包括如下步驟：制造上述合金；形成該合金的半成品；對(duì)該半成品進(jìn)行熱軋，以獲得初始焊絲；對(duì)該初始焊絲進(jìn)行冷拉，以獲得上述焊絲。本專(zhuān)利技術(shù)還涉及一種上述合金所制焊絲。本專(zhuān)利技術(shù)還涉及一種鐵基合金的用途，該鐵基合金按重量包括：35％≤Ni≤37％痕量≤Mn≤0.6％痕量≤C≤0.07％痕量≤Si≤0.35％痕量≤Cr≤0.5％痕量≤Co≤0.5％痕量≤P≤0.01％痕量≤Mo<0.5％痕量≤S≤0.0035％痕量≤O≤0.0025％0.011％≤[(3.138×Al+6×Mg+13.418×Ca)-(3.509×O+1.770×S)]≤0.038％0.0003％<Ca≤0.0015％0.0005％<Mg≤0.0035％0.0020％<Al≤0.0085％其余為鐵以及制造時(shí)引入的殘留元素，以制得液化氣體容納罐或液化氣體容納管。附圖說(shuō)明通過(guò)參考附圖閱讀以下作為實(shí)施例給出的具體描述，可以更好地理解本專(zhuān)利技術(shù)，附圖中：圖1為帶絲狀腐蝕制件的光學(xué)顯微鏡圖像；圖2為專(zhuān)利技術(shù)人所實(shí)施實(shí)驗(yàn)的結(jié)果圖。具體實(shí)施方式在以下整個(gè)描述中，各含量以其重量百分比給出。此外，鋁、鎂、鈣、硫和氧的含量對(duì)應(yīng)于這些元素在合金中的總含量。本專(zhuān)利技術(shù)合金為一種鐵基合金，按重量包括：35％≤Ni≤37％痕量≤Mn≤0.6％痕量≤C≤0.07％痕量≤Si≤0.35％痕量≤Mo<0.5％痕量≤Co≤0.5％痕量≤Cr≤0.5％痕量≤P≤0.01％痕量≤S≤0.0035％痕量≤O≤0.0025％0.011％≤[(3.138×Al+6×Mg+13.418×Ca)-(3.509×O+1.770×S)]≤0.038％0.0003％<Ca≤0.0015％0.0005％<Mg≤0.0035％0.0020％<Al≤0.0085％其余為鐵，以及制造時(shí)引入的殘留元素。本專(zhuān)利技術(shù)合金為一種因瓦型合金。制造時(shí)引入的殘留元素是指，合金制造原材料中的元素，或者來(lái)自制造設(shè)備的元素，例如來(lái)自爐內(nèi)耐火材料的元素。這些殘留元素對(duì)合金不具有任何冶金效果。所述殘留元素具體包括來(lái)自鉛(Pb)族的元素，這些元素被減少至最低限，以限制合金對(duì)凝固裂紋的敏感性并避免其焊接性的下降。在制造時(shí)引入的各雜質(zhì)中，磷(P)、鉬(Mo)、硫(S)、氧(O)在合金中的總含量需分別限制于指定含量以下。在本專(zhuān)利技術(shù)合金中，需對(duì)碳含量進(jìn)行限制，以避免MC型碳化物的析出，其中，M為鈦(Ti)、鈮(Nb)、釩(V)、鋯(Zr)等可與碳結(jié)合形成碳化物的殘留元素。事實(shí)上，某些碳化物可降低合金對(duì)熱裂紋的耐性。限制碳含量的另一個(gè)目的在于限制發(fā)泡焊接期間孔隙的形成。此外，本專(zhuān)利技術(shù)合金具有較低的平均熱膨脹系數(shù)，具體為在-180℃～0℃范圍內(nèi)小于或等于2×10-6K-1，優(yōu)選為在-180℃～0℃范圍內(nèi)小于或等于1.5×10-6K-1，以及在20℃～100℃范圍內(nèi)小于或等于2.5×10-6K-1。此外，在低于氮的液化溫度(-196℃)下，其針對(duì)馬氏體相變具有穩(wěn)定性。具體而言，其γ相形成元素，即鎳(Ni)、錳(Mn)和碳(C)的含量調(diào)整為，使得其在4.2K(氦的液化溫度)下具有不發(fā)生任何塑性變形的穩(wěn)定性，或者使得當(dāng)其在中斷于-196℃的平面拉伸下發(fā)生25％變形時(shí)，其馬氏體的體積比例保持于小于或等于5％。為了避免降低該合金對(duì)馬氏體相變的穩(wěn)定性及其在-180℃～0℃范圍內(nèi)的平均膨脹系數(shù)，其內(nèi)的鈷(Co)、錳(Mn)和硅(Si)含量也受到限制。本專(zhuān)利技術(shù)合金具有低彈性模量，尤其小于150000MPa。其不發(fā)生任何“韌-脆”恢復(fù)轉(zhuǎn)變。更具體而言，其在-196℃的恢復(fù)力大于150焦耳/cm2，尤其大于200焦耳/cm2。這些特性使得其極其適用于需要在溫度變化作用下具有尺寸穩(wěn)定性的應(yīng)用中。在本專(zhuān)利技術(shù)合金中，為了提高其熱轉(zhuǎn)變能力，盡量減小硫(S)和氧(O)的含量。具體而言，需盡量減小該合金固溶相內(nèi)的硫(S)和氧(O)的含量。上述對(duì)固溶相內(nèi)硫氧含量的限制尤其通過(guò)添加硅的方式實(shí)現(xiàn)，其中，硅用作脫氧劑以及通過(guò)合金制造期間液態(tài)金屬和熔渣之間的化學(xué)反應(yīng)間接用作脫硫劑。實(shí)際上，已知在液相精煉操作中，合金鋼在液態(tài)金屬狀態(tài)下的硫含量％S滿足如下關(guān)系， % S ‾ = ( % S ) . a 0 - C ′ S ]]>其中(％S)為熔渣硫含量，C'S為熔渣硫容量，為液態(tài)金屬氧活性。錳參與上述固相脫硫。此外，專(zhuān)利技術(shù)人注意到，當(dāng)鈣、鋁和鎂的含量太本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鐵基合金，其特征在于，按重量包括：35％≤Ni≤37％痕量≤Mn≤0.6％痕量≤C≤0.07％痕量≤Si≤0.35％痕量≤Cr≤0.5％痕量≤Co≤0.5％痕量≤P≤0.01％痕量≤Mo<0.5％痕量≤S≤0.0035％痕量≤O≤0.0025％0.011％≤[(3.138×Al+6×Mg+13.418×Ca)?(3.509×O+1.770×S)]≤0.038％0.0003％<Ca≤0.0015％0.0005％<Mg≤0.0035％0.0020％<Al≤0.0085％其余為鐵以及制造時(shí)引入的殘留元素。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】1.一種鐵基合金，其特征在于，按重量包括：35％≤Ni≤37％痕量≤Mn≤0.6％痕量≤C≤0.07％痕量≤Si≤0.35％痕量≤Cr≤0.5％痕量≤Co≤0.5％痕量≤P≤0.01％痕量≤Mo<0.5％痕量≤S≤0.0035％痕量≤O≤0.0025％0.011％≤[(3.138×Al+6×Mg+13.418×Ca)-(3.509×O+1.770×S)]≤0.038％0.0003％<Ca≤0.0015％0.0005％<Mg≤0.0035％0.0020％<Al≤0.0085％其余為鐵以及制造時(shí)引入的殘留元素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于：Mn≥0.15％重量百分比C≥0.02％重量百分比Si≥0.1％重量百分比。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金，其特征在于，鈣含量小于或等于0.0010％重量百分比。4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金，其特征在...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：皮爾路易斯·雷伊迪特，范妮·悠瓦斯，羅蘭·潘妮爾，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：艾普倫，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：盧森堡;LU