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站閥門密封面高溫耐磨堆焊焊條的研制


工作溫度在650℃以下的電站高溫高壓閥門，其密封面的工作條件相當惡劣，因此對于密封面的性能有較高的要求。目前工作溫度在650℃以下的電站高溫高壓閥門密封面堆焊焊條普遍采用鈷基合金焊條D802，這種焊條堆焊高溫高壓閥門密封面具有較好的高溫穩定性和高溫抗擦傷性能等，因此在鈷資源情況較好的國家如美國、日本、德國多用于高參數或超高參數的閥門堆焊。
    D802焊條的堆焊金屬含有60%左右的鈷，因此生產成本較高。我國是鈷資源貧乏的國家，大量發展這種焊條很不適合我國的國情，且其堆焊工藝復雜，生產成本較高。
    作者采用優化設計的方法研制了一種新型鐵基堆焊焊條來代替D802堆焊焊條，使之不含鈷元素，且保證堆焊層金屬各項性能指標，如高溫硬度穩定性、高溫抗擦傷性能等主要性能指標，達到D802堆焊焊條堆焊層金屬的近似同等性能，顯著降低生產成本。
    1　焊條藥皮成分的優化設計
   1.1　數學模型的建立
    采用一次回歸正交設計法建立焊條藥皮成分優化設計的數學模型，常用的兩水平正交表有L4（23）、L8（27）、L16（215）及L32（231）等。本文采用的是L8（27）表。
    所設計焊條適用于電站高溫高壓閥門密封面的堆焊，要求其具有良好的高溫穩定性及高溫抗擦傷性能。由于錳是奧氏體化元素，能夠促進高溫下組織的穩定性；碳、硼能夠與鉻、鎢、釩、鉬等金屬形成碳化物、碳硼化物、硼化物等硬質相，這些硬質相在高溫狀態下都具有較高的硬度且不易溶解，大大提高了高溫抗擦傷性能；鉻是主要的合金元素，對堆焊層的性能有很大的影響，而這些元素是通過碳化硼、金屬鉻及金屬錳加入到焊條中去的，故確定碳化硼、金屬鉻及金屬錳加入量作為優化因子。