摘  要：  根据连铸辊高温段的工矿条件，对比进口焊丝，研制了连铸辊堆焊用药芯焊丝414N，并对研制的药芯焊丝进行了性能测试，通过对比，可以看出，研制的414N药芯焊丝完全可以替代进口焊丝。

关键词：连铸辊；药芯焊丝；414N

normal style="MARGIN-LEFT: 18pt; TEXT-INDENT: -18pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 18.0pt">0  前言

normal style="TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">随着经济建设需要，近十年来，我国已相继建设和投产了一大批现代化的连铸连轧机。他们的使用性能和使用寿命好坏，势必对节能节材国策和社会经济效益产生重大的影响。而连铸堆焊技术在我国的发展已有十余年的历史。按照一般钢厂的情况，整个连铸辊由支承导向辊、扇性段、水平段三部分组成。支承导向辊由密排辊子组成，使铸坯经多点弯曲过渡到圆弧上。辊坯从结晶器拉出后，虽形成一定断面，但其中心还是液体状态，坯壳厚度一般为12—20mm，铸坯表面温度高达1200℃左右。由于高温和冷却水的作用，辊面易产生高温氧化和腐蚀，而且此段足辊和支承导辊的直径小，因刚度差而容易产生弯曲变形。因此，此段连铸辊宜选用耐腐蚀、抗高温氧化且有相当热强性的高Ni、Mo含量的Cr13型马氏体不锈钢。目前，国内外比较先进的堆焊材料是超低碳的氮合金化0Cr13Ni4MoN（414N）药芯焊丝，其以氮代碳，可显著提高堆焊层抗高温氧化和腐蚀性能，其高温力学性能也可得到显著改善。通过对比英国焊接合金公司CHROMECORE 414N-O药芯焊丝焊丝，进行了一系列试验我们研制了适合于支承导向辊使用的414N药芯焊丝，并在生产中获得了良好的应用。

normal style="TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">

normal style="MARGIN-LEFT: 18pt; TEXT-INDENT: -18pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 18.0pt">1  N在熔敷金属中的作用

normal style="TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">研制的414N药芯焊丝可以采用埋弧和明弧自保护两种堆焊工艺，表1列出了414N熔敷金属的化学成分。

normal style="MARGIN-LEFT: 18pt">表1  414N药芯焊丝熔敷金属的化学成分（%）

normal style="MARGIN-LEFT: 18pt">Table1 Chemical compositions of 414N flux-cored wire deposited matal

normal style="MARGIN-LEFT: 18pt"> 

Surfacing usability        C      Cr      Ni     Mo     Mn      Si      S       P     N

normal style="TEXT-INDENT: 20pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.0pt">SA               0.031   13.54     4.34    0.89    1.48    0.23   0.0052   0.021  0.06

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">OA               0.035   12.98     3.80    0.87    0.75    0.84   0.012    0.018  0.08

CHROMECORE414N-O      0.06    12.59     4.01    0.80    0.79    0.55    0.021   0.022  0.09

normal style="TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">从表1中可以看出，与典型的Cr13系的合金相比，该药芯焊丝熔敷金属的S、P等杂质含量进一步降低，一方面提高了抗热裂性，另一方面提高了韧性，细化晶粒，从而提高了耐冷热疲劳性能。C含量的降低，进一步提高了材料的抗热裂性，但是C含量的降低，必然导致材料强化作用的减弱，而N的加入很好的解决了这一问题，N在熔敷金属中主要有以下几个作用：

1）、在Cr13系合金中，扩大γ相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素，抑制铁素体的形成，提高耐冷热疲劳性能，其效用约20倍于镍^[1]，在一定限度下，可以代替一部分镍用于钢中；2）、适当的加入氮，与合金中的铬、钒、钛等形成稳定的氮化物，促进了微合金元素的有效作用，提高材料的高温屈服强度，氮化物以高度弥散分布在堆焊层中，极度地增加堆焊层的硬度、强度、特别是疲劳强度、耐磨性和高温抗腐蚀性，同时抑制了材料的高温蠕变变形，而塑性不降低。

normal style="MARGIN-LEFT: 18pt; TEXT-INDENT: -18pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 18.0pt">2  堆焊层的性能

normal style="TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">对研制的414N药芯焊丝的性能进行了测试，共堆焊五层，焊后进入585℃+10℃的炉中保温10小时，随炉冷至室温。按GB2649-82及GB2650-89将15块试样分别加工成常温拉伸冲击及高温拉伸试件，实验仪器为INSTRON-5500R电子万能试验机。实验数据见表2，与进口焊丝相当

normal style="TEXT-INDENT: 18.05pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">表2   414N药芯焊丝堆焊层的力学性能

Table2 Mechanical properties of 414N flux-cored wire depositied metal

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">No.  Temperature/℃  σ_b/Mpa   σ_0.2/MPa    δ₅/%     Ψ/%    A_KV/J   Hardness/HRc

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 2.7; mso-char-indent-size: 10.0pt">1        24           874.9     812.6     13.94    48.16

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">2        24           903.7     769.5     15.00    43.24

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">3        24           914.1     799.6     14.79    43.75

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">4        500          709.5     645.6     16.10    52.39

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">5        500          667.3     603.3     15.63    49.23

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">6        500          643.4     578.4     17.72    49.23

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">7        650          269.2     222.93    44.63    59.36

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">8        650          269.2     218.95    49.51    68.35

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">9        650          297.6     249.8     44.87    76.23

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">10       750          176.8     131.5     37.97    52.39

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">11       750          178.1     134.1     37.25    45.60

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 3.0; mso-char-indent-size: 9.0pt">12       750          154.2     122.5     30.70    39.93

normal style="MARGIN-LEFT: 26.25pt">13       24                                                  21.5       31

normal style="MARGIN-LEFT: 26.25pt">14       24                                                  23.0       30

normal style="MARGIN-LEFT: 26.35pt">15       24                                                  22.0       31

normal style="TEXT-INDENT: 27pt; mso-char-indent-count: 2.99; mso-char-indent-size: 9.0pt" align=center>图1 堆焊金属显微组织 ×175

normal align=center>Fig.1 Microstructure of depostitied metal

3  堆焊金属的金相组织

414N药芯焊丝的堆焊金属显微组织为非常均匀细小的低碳马氏体，见图1。与进口焊丝堆焊层的显微组织（图2）基本一致。

图2 进口焊丝显微组织 ×150

Fig.2 Microstructure of foreign wire

4  结论

normal style="TEXT-INDENT: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">经过实验，研制了适用于连铸辊高温段

的414N药芯焊丝，并对其各项性能进行了测试，通过测试数据可以看出，研制的414N药芯焊丝与进口焊丝一致，完全可以替代进口焊丝。