《表7 几种焊条熔敷金属典型力学性能》

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《基于工程应用的9%Ni钢焊接材料选用原则探讨》

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为了满足母材力学性能和低温韧性，以及与母材接近的热膨胀系数要求，早期国外曾用“成分匹配”原则开发了与母材“同质”的铁素体型焊接材料（NB-9N）。尽管该焊接材料工艺性能较好，焊缝强度高（屈服强度达750 MPa），但焊接材料的低温韧性偏低，冷裂倾向较大，无法用于LNG等超低温储罐[6]。后来开发了与母材成分不同的“异质焊缝”焊接材料，按照熔敷金属中Ni含量不同，可以分为高Ni型、中Ni型和低Ni型3种焊接材料，见表6~8，其中高Ni型和中Ni型的技术经济综合评估都不错。虽然它们的成分有较大差异，而且焊材熔敷金属力学性能方面，焊缝金属与母材的匹配出现或高或低现象（表7）。然而工程中常用“等强匹配”原则选用焊接材料，如大量应用的美国Nyloid2镍基焊条，屈服强度470 MPa、抗拉强度720 MPa，远高于母材强度；熔敷金属-196℃冲击吸收能量85 J，高于标准要求，完全满足母材低温韧性的需求。可以看出，工程实践中采用的选材原则:一是异质焊缝，即Ni基奥氏体焊缝；二是接头的“等韧性匹配”原则。所谓等韧性匹配是指选择焊接材料时，要求焊缝金属的韧性（韧性与强度之比）不低于母材金属，形成的接头具有良好的抗脆性破坏能力[7]。虽然上述3种焊接材料的焊缝化学成分不尽相同，但均为全奥氏体组织。为了获得该类全奥氏体焊缝组织，需要强调以下几种主要元素的影响和控制。