施舜寶廣泰金屬工業股份有限公司研發部技術服務組 abowjesse@kuangtai.com 2014.12.05
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions > 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions > 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
鎳基合金定義 < Introduction> 鎳基合金 在 650~1000 高溫下維持較高的強度與一定的抗氧化 耐腐蝕能力, 一般以 Ni 含量超過 30wt% 之合金稱之 常見產品的 Ni 含量都超 50wt% 一般多用於特殊耐蝕環境 高溫腐蝕環境 需具備高溫機械強度之設備, 依其使用場合, 選用不同合金設計
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions> 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 高溫下之優異性能 - 維持高強度 良好的塑性 - 優異的抗潛變 抗疲勞等機械性質 - 抗氧化和耐腐蝕特性 合金添加 - 因應不同使用環境需求 Ex. 耐蝕性 - 固溶強化 - 析出強化 嚴苛工作環境 - 航太工業 : 葉片 燃燒桶 引擎燃料室高溫高壓部份 - 石化工業 : 輸送管線 - 能源工業 : 渦輪機
鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳基 耐熱合金 鎳基 耐磨合金 鎳基 耐蝕合金
鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 主要組織相 : 沃斯田鐵 (FCC) 次要組織相 : MC M23C6 M6C M7C3 carbide 有序介金屬化合物 γ,a3b type i.e. Ni3(Al,Ti) Matrix γ
鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> MONEL alloys K-500 Al Ti MONEL alloys 400 &404 Cu Nickel Tree MONEL Ni-Cu INCOLOY Fe-Ni-Cr Hastelloy Ni-Cr-Mo / Ni-Mo Ni-Cr-Fe INCOLOY alloys 825 Ti Al INCOLOY alloys 925 Mo Cu INCOLOY alloys 800,800H,800HT alloy 690 Cr Fe Cr Cr alloy 600 Ni Nickel 200,201,205,212&270 Fe Cr Al alloy 601 Cr NIMONIC alloy 75 BRIGHTRAY alloys C & S Y 2 O 3 alloy MA754 Al Ti Cr NIMONIC Alloys 80A & 81 Alloy MA758 alloy 693 Al Mo,Nb alloy 625 Ti,Al Nb Fe alloy X-750 alloy A-286 Cobalt Ti alloy 725 Mo alloy 718 Nb Cr, W UDIMET alloysl-605 固溶強化 :W Mo Co Cr V 析出強化 :Al Ti Nb Ta 晶界強化 :B Zr Mg 稀土元素
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions> 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 產業領域使用環境要求應用零組件 航太高溫下維持良好機械強度渦輪機 噴射引擎 葉片 燃燒桶 能源抗高溫氧化 耐蝕性渦輪機 葉片 廢棄再熱器 石化耐腐蝕 ( 酸 鹼 氯離子 ) 反應槽 輸送管線 電子 / 光電 耐蝕或耐高溫程度較低之環境 食品醬油釀造桶槽 電池殼件 電腦監視器網罩
鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 高爐鐵水爐管 Welding consumable: NiCrMo-3
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions> 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
鎳及鎳基合金之銲接 < Welding Instructions > Typical Problems in Welding Nickel-Base Alloys 常見問題 合金類型 解決方式 銲後進行固溶處理與人工時效 Temp/ 熱影響區 (HAZ) 強度降低 可熱處理合金 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 32.5 42.5 72.5 82.5 112.5 122.5 143.8 145.8 151 177 Time/min. 再熱裂紋 可熱處理合金 在真空環境或惰性氣氛內進行熱處理 儘可能快速升溫通過臨界溫度範圍
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions > 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
銲接材料之選用 < Welding Selections> Nickel 銲接方式廣泰品名 AWS 規範適用 SMAW KNi-96 ENi-1 GMAW KMS-96 ERNi-1 GTAW KTS-96 ERNi-1 Nickel200,201, 以及純鎳 鎳基 鎳基包層 純鎳鍛鑄件之銲接, 和異材銲接時碳鋼上覆面 MONEL Ni-Cu 銲接方式廣泰品名 AWS 規範適用 SMAW KNi-60-7 ENiCu-7 GMAW KMS-60 ERNiCu-7 GTAW KTS-60 ERNiCu-7 閥件 幫浦零件 推送器主軸 石化工業設備之銲接 Monel 400 404 接合, 鋼板覆面堆銲及異種鋼材銲接用
銲接材料之選用 < Welding Selections> INCOLOY Fe-Ni-Cr 銲接方式廣泰品名 AWS 規範適用 KMS-82 ERNiCr-3 Incoloy DS 銲接用 Alloy 75(N06075) 751(N07751) GMAW KMS-75 ERNiCrFe-5 Incoloy 800 堆銲與異材銲接用 KMS-62 ERNiCrMo-2 Incoloy 800H 800HT 銲接用 KMS-65 ERNiFeCr-1 Incoloy 825 銲接用 KTS-82 ERNiCr-3 Incoloy DS 銲接用 Alloy 75(N06075) 751(N07751) GTAW KTS-75 ERNiCrFe-5 Incoloy 800 堆銲與異材銲接用 KTS-62 ERNiCrMo-2 Incoloy 800H 800HT 銲接用 KTS-65 ERNiFeCr-1 Incoloy 825 銲接用
銲接材料之選用 < Welding Selections> Hastelloy Ni-Cr-Mo / Ni-Mo 銲接方式廣泰品名 AWS 規範適用 SMAW KNi-60-4 ENiCrMo-4 KMS-70 ERNiMo-7 Hastelloy B-2 銲接用 KMS-63 ERNiCrMo-1 Hastelloy G Hastelloy C-276, 鎳合金銲接及異材銲接碳鋼上覆面 GMAW KMS-62 ERNiCrMo-2 Hastelloy X KMS-17 ERNiCrMo-4 Hastelloy C-276 銲接用 (Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W) KMS-22 ERNiCrMo-10 Hastelloy C-22 銲接用 (Ni-22Cr-13Mo-4Fe-3W) KTS-70 ERNiMo-7 Hastelloy B-2 銲接用 KTS-63 ERNiCrMo-1 Hastelloy G GTAW KTS-62 ERNiCrMo-2 Hastelloy X KTS-17 ERNiCrMo-4 Hastelloy C-276 銲接用 (Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W) KTS-22 ERNiCrMo-10 Hastelloy C-22 銲接用 (Ni-22Cr-13Mo-4Fe-3W)
銲接材料之選用 < Welding Selections> Ni-Cr-Fe 廣泰品名 AWS 規範適用 SMAW GMAW GTAW KNi-70A KNi-70B KNi-70C KNi-60-3 ENiCrFe-1 ENiCrFe-2 ENiCrFe-3 ENiCrMo-3 KMS-82 ERNiCr-3 Inconel 600 KMS-75 ERNiCrFe-5 Inconel 600 Inconel 對接, 或 Inconel 和低合金鋼 不鏽鋼等異材銲接用 Ni-Cr-Fe 合金及 9%Ni 鋼材及鍛鑄件銲接, 以及異材間 ( 碳鋼 不碳鋼 純鎳或鎳基合金 ) 銲接 壓力容器及化學儲槽銲接, 亦可應用於 Inconel 對接, 或 Inconel 和低合金鋼 不鏽鋼等異材銲接 化工製程設備銲接,Inconel625 高鎳合金材質及異種鋼材銲接, 低溫用 9%Ni 高強度鋼之銲接, 或異材銲接碳鋼上覆面 KMS-76 ERNiCrFe-6 Inconel 600 與異材銲接用 KMS-61 ERNiCrMo-3 Inconel 601 625 718 Alloy 20 45 KTS-82 ERNiCr-3 Inconel 600 KTS-75 ERNiCrFe-5 Inconel 600 KTS-76 ERNiCrFe-6 Inconel 600 與異材銲接用 KTS-61 ERNiCrMo-3 Inconel 601 625 718 Alloy 20 45
大綱 <Outline> 鎳基合金定義 < Introduction> 鎳及鎳基合金之特色 <Features & Properties> 鎳及鎳基合金之應用 <Applications> 鎳及鎳基合金之銲接 <Welding Instructions> 銲接材料之選用 <Material Selections> 鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples>
鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples> SMAW NiCrFe-3 NiCrMo-3 AWS Specification A 5.11 ENiCrMo-3 A 5.11 ENiCrFe-3 Process SMAW SMAW Dia. 3.2mm 3.2mm Parameter 100-110A 100-110A Position 2F 2F Polarity DCEP DCEP NiCrFe-3 NiCrMo-3
鎳基銲材之銲接實例 <Welding Examples> MIG MIG TIG Process GMAW GTAW Material Parameter Shielding gas NiCrMo-3 1.2mm 180A / 20V Ar,20L/min NiCrMo-3 1.6mm 180A/6#nozz le Ar,15L/min Position 1G 1G TIG Polarity DCEP DCEN Layer/Pass 2/2 4/8 Cleaning Grinder Grinder Base metal / Thickness ASTM A240 304/ 6mm ASTM A240 304/ 6mm Gap 2mm 2mm Bevel angle 30 /single side 30 /single side