[发明专利]一种低镍含氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法

说明书

一种低镍含氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法，属于焊接材料及加工工艺技术领域。本申请为了解决现有焊丝对低镍含氮奥氏体不锈钢进行焊接，在焊接接头中容易产生氮元素损失、气孔、焊缝区热裂纹以及热影响区氮化物析出引起点蚀等问题。本发明利用氮元素部分或完全代替合金元素镍以获得单相奥氏体组织，使制得到焊丝在焊接过程表现稳定，气孔缺陷少，焊接工艺性好，熔敷金属强度高，适用于低镍含氮奥氏体不锈钢的焊接，特别是对低温冲击韧性有要求的奥氏体不锈钢的焊接。且由于本发明焊丝中含有的氮是强烈的奥氏体形成化元素，可有效减少铁素体和形变马氏体形成机会。

技术领域

本发明涉及一种低镍含氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法，属于焊接材料及加工工艺技术领域。

背景技术

低镍含氮奥氏体不锈钢主要是利用氮元素部分或全部代替合金元素镍以获得单相奥氏体组织。利用氮进行合金化具有很多优点，如与碳相比氮是更加有效的固溶强化元素，可以促进晶粒细化。同时氮是强烈的奥氏体形成化元素，可以节省镍含量，继而减少铁素体和形变马氏体形成的机会。此外，氮还可以极大地提高材料抗点蚀能力。因此，低镍含氮奥氏体不锈钢具有良好的塑性、耐蚀性、耐高温性，在船舶航空化工、石油容器等行业用途较为广泛。

然而在常规不锈钢焊丝对低镍含氮奥氏体不锈钢进行焊接，在焊接接头中容易产生氮元素损失、气孔、焊缝区热裂纹以及热影响区氮化物析出引起点蚀等问题，且低温冲击韧性较低，进而限制了低镍含氮奥氏体不锈钢的推广应用，特别是在常规MAG焊接工艺领域。因此提供一种提高低镍含氮奥氏体不锈钢焊接工艺适用性，提高焊接接头的低温冲击韧性及抗点腐蚀能力的焊丝是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有焊丝对低镍含氮奥氏体不锈钢进行焊接，在焊接接头中容易产生氮元素损失、气孔、焊缝区热裂纹以及热影响区氮化物析出引起点蚀等问题，提供一种低镍含氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种低镍含氮奥氏体不锈钢焊丝，该焊丝的化学成分配比按重量百分比表示为：C：0.062％～0.071％，Si：0.388％～0.40％，Mn：6.60％～6.75％，P：0.037％～0.040％，S：0.0010％～0.0027％，Cr：18.10％～18.23％，Ni：2.90％～3.06％，Mo：0.09％～0.11％，Cu：1.80％～1.84％，N：0.243％～0.246％，V：0.106％～0.125％，Co：0.14％～0.15％，Ti：0.002％～0.003％，W：0.02％～0.03％，Al：0.003％～0.004％，杂质≦0.01％，余量为铁。

进一步限定，焊丝由原料硅铁、电解锰、金属铬、电解镍、钼铁、钒铁、金属铌和纯铁按化学成分配比进行配料，通过冶炼、重熔、轧制、热处理、酸洗、拉拔工艺制备的。

上述焊丝的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：冶炼，首先按照焊丝化学成分配比进行配料，然后使用感应炉冶炼，并通过浇铸获得钢锭，并分析获得钢锭元素含量；

步骤二：重熔，对钢锭进行局部加热进行重熔，通过步骤一获得的钢锭元素含量与焊丝化学成分配比进行比较，在重熔过程中对钢锭的元素含量进行微调，获得重熔锭，重熔锭为φ60的圆锭；

步骤三：轧制，将步骤二获得的重熔锭轧制成盘条；

步骤四：热处理，对盘条进行热处理；

步骤五：酸洗，对盘条进行酸洗；

步骤六：拉拔，对盘条进行拉拔，盘条拉拔过程为：5.5-3.8-连退-2.6-连退-1.47-电解-1.47-连退-1.2，连退温度为1000℃-1150℃，获得直径为1.2mm的焊丝。