Mn含量对ENiCrMo-2镍基焊条熔敷金属组织和性能的影响

孙墅畦; 陈波; 陈燕; 李睿; 于庭祥

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2024.02.16

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专辑

Mn含量对ENiCrMo-2镍基焊条熔敷金属组织和性能的影响
Effect of Mn Content on the Microstructure and Properties of the Deposited Metal of ENiCrMo-2 Welding Electrode
2024年54卷第2期页码：104-109
收稿：2023-06-01，

修回：2024-01-05，

纸质出版：2024-02-25
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.02.16
稿件说明：

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孙墅畦，陈波，陈燕，等.Mn含量对ENiCrMo-2镍基焊条熔敷金属组织和性能的影响［J］.电焊机，2024，54（2）：104-109. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.02.16.

SUN Shuqi, CHEN Bo, CHEN Yan, et al.Effect of Mn Content on the Microstructure and Properties of the Deposited Metal of ENiCrMo-2 Welding Electrode[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(2): 104-109. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.02.16.

摘要

采用焊条电弧焊方法制备了ENiCrMo-2镍基焊条合金熔敷金属。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）以及能谱分析（EDS）方法对熔敷金属的晶界形貌、析出相成分、析出相形貌特征加以研究；对熔敷金属进行拉伸试验并分析断口形貌，研究了Mn含量对熔敷金属组织及力学性能的影响。结果表明，显微组织以奥氏体柱状晶为主，Mn含量的提高改变了偏析带宽度，但对析出相的影响并不明显。析出相包括富Cr碳化物（M

）以及富Mo、Cr碳化物（M

），部分析出物为M

包裹着M

；随着Mn含量从0.16 wt

%升高到0.91 wt

%，熔敷金属的塑韧性和抗裂性得到提高，熔敷金属力学性能良好。通过断口分析发现，当Mn含量为0.16 wt

%时，存在较弱的结晶裂纹和高温失塑裂纹倾向，Mn含量的提高使裂纹倾向减弱，沿晶开裂的断裂面上的韧窝形貌逐渐均匀变深。因此，适当增加Mn含量可优化ENiCrMo-2镍基焊条合金熔敷金属的组织和力学性能，当Mn含量增加至0.91 wt

%时熔敷金属的力学性能最优。

Abstract

ENiCrMo-2 nickel-based welding rod alloy cladding metal was prepared using SMAW. The microstructure of the cladding metal was studied by optical microscopy (OM)

scanning electron microscopy (SEM)

and energy dispersive spectroscopy (EDS) methods. The grain boundary morphology

precipitate phase composition

and precipitate phase morphology characteristics were studied. The tensile test was conducted on the cladding metal

and the fracture morphology was analyzed to study the effect of Mn content on the microstructure and mechanical properties of the cladding metal. The results showed that the microstructure was mainly columnar austenite

and the increase in Mn content changed the width of the segregation zone

but had no significant effect on the precipitate phase. The precipitate phase included Cr-rich carbides (M

) and Mo- and Cr-rich carbides (M

)

with partial precipitates being M

encapsulated by M

. With the increase in Mn content from 0.16 wt.% to 0.91 wt.%

the ductility and crack resistance of the cladding metal were improved

and the mechanical properties of the cladding metal were good. Through fracture analysis

it was found that when the Mn content was 0.16 wt.%

there was a weak tendency for crystal cracks and high-temperature ductile cracks. The increase in Mn content weakened the crack tendency

and the dimple morphology on the fractured surface along with grain boundaries became gradually deeper and more uniform. Therefore

appropriately increasing Mn content can optimize the microstructure and mechanical properties of ENiCrMo-2 nickel-based welding rod alloy cladding metal. When the Mn content is increased to 0.91 wt.%

the mechanical properties of the cladding metal are optimal.

关键词

Keywords

references

陈恭珉， Paul M . 应用于压力容器和其他工业用途的高性能合金［C］// 第七届全国压力容器学术会议， 2009 .

陈燕，张学刚，陈波，等 . 镍基合金ENiCrMo-2焊条的研制［J］. 焊接， 2018 （ 9 ）： 40 - 42， 67 .

CHEN Y ， ZHANG X G ， CHEN B ， et al . Development of electrode ENiCrMo-2 for nickel base alloy ［J］. Welding & Joining ， 2018 （ 9 ）： 40 - 42， 67 .

霍树斌，侯永涛，郭枭，等 . Ta、Nb元素对ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属组织与性能的影响［J］. 电焊机， 2021 ， 51 （ 12 ）： 12-15+126 - 127 .

HUO S B ， HOU Y T ， GUO X ， et al . Effect of Ta and Nb on microstructure and properties of deposited metal of ERNiCrFe-13 welding wire ［J］. Electric Welding Machine ， 2021 ， 51 （ 12 ）： 12-15+126 - 127 .

张玮，王林森，彭芳芳 . 镍基合金焊条ENiCrCoMo-1性能试验及微观形貌分析研究［J］. 电焊机， 2021 ， 51 （ 3 ）： 47 - 50 .

ZHANG W ， WANG L S ， PENG F F . Performance test and micro morphology analysis of Ni based alloy electrode ENiCrCoMo-1 ［J］. Electric Welding Machine ， 2021 ， 51 （ 3 ）： 47 - 50 .

Sathishkumar M ， Manikandan M . Hot corrosion behaviour of continuous and pulsed current gas tungsten arc welded Hastelloy X in different molten salts environment ［J］. Materials Research Express ， 2019 ， 6 （ 12 ）： 126553 .

邹玉清，张树 . AlloyX与S30403焊接工艺研究［J］. 焊接， 2015 （ 11 ）： 38 - 39+71 .

ZOU Y Q ， ZHANG S . Welding process of alloy X to S30403 ［J］. Welding & Joining ， 2015 （ 11 ）： 38 - 39+71 .

孙继红，苏君明 . 哈氏合金的焊接［J］. 化工装备技术， 2000 ， 21 （ 3 ）： 48 - 49 .

SUN J H ， SU J M . Welding of Hastelloy alloy ［J］. Chemical Equipment Technology ， 2000 ， 21 （ 3 ）： 48 - 49 .

王学东 . ENiCrMo-3镍基焊条的研制及其熔敷金属性能的研究［D］. 北京：北京工业大学， 2016 .

WANG X D . Development of Nickel-based Electrode ENICRMO-3 and Research of Deposited Metal ［D］. Beijing ： Beijing University of Technology ， 2016 .

莫文林，陆善平，李殿中，等 . 一种核电核岛主设备用镍基焊丝的研制［J］. 焊接学报， 2014 ， 35 （ 6 ）： 90 - 94 .

MO W L ， LU S P ， LI D Z ， et al . Research and development of Ni-based filler wire for key components of nuclear power plant ［J］. Transactions of The China Welding Institution ， 2014 ， 35 （ 6 ）： 90 - 94 .

Lippold J C ， Sowards J W ， Murray G M ， et al . Weld Solidification Cracking in Solid-Solution Strengthened Ni-Base Filler Metals ［M］//Böllinghaus T， Herold H， Cross C E， et al. Hot Cracking Phenomena in Welds II . Springer Berlin，Heidelberg， 2008 ： 147 - 170 .

Sihotang R ， Sung-Sang P ， Eung-Ryul B . Effects of heat input on microstructure of tungsten inert gas welding used hastelloy X ［J］. Materials Research Innovations ， 2015 ， 18 （ S2 ）： 1074 - 1080 .

Shin S ， Takatsu T ， Saitoh T ， et al . The Weldability of Hastelloy X Filler Metals with Addition of Minor Elements ［J］. Quarterly Journal of the Japan Welding Society ， 1986 ， 4 （ 2 ）： 365 - 371 .

孔永红 . Inconel 690合金高温低塑性裂纹敏感性研究［J］. 电焊机， 2021 ， 51 （ 01 ）： 98 - 104+123 .

KONG Y H . Study on ductility dip cracking sensitivity for Inconel 690 alloy ［J］. Electric Welding Machine ， 2021 ， 51 （ 01 ）： 98 - 104+123 .

刘庆丰 . Si和Mn含量对In625合金组织和拉伸性能的影响［D］. 辽宁：沈阳理工大学， 2016 .

LIU Q F . Influence of Si and Mn contents on microstructure and tensile properties of In625 alloy ［D］. Liaoning ： Shenyang Ligong University ， 2016 .

方乃文，王星星，徐锴，等 . 保护气体对低镍不锈钢激光-电弧复合焊电弧特性及组织性能影响［J］. 稀有金属材料与工程， 2022 ， 51 （ 08 ）： 3089 - 3094 .

FANG N W ， WANG X X ， XU K ， et al . Effect of Shielding Gas on Arc Characteristics and Microstructure and Properties of Laser-Arc Hybrid Welding of Low Nickel Stainless Steel ［J］. Rare Metal Materials and Engineering ， 2022 ， 51 （ 08 ）： 3089 - 3094 .

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