[发明专利]一种提高双相组织低相变熔敷金属强韧性的焊后低温配分方法

说明书

本发明公开了一种提高双相组织低相变熔敷金属强韧性的焊后低温配分方法，包括以下步骤：采用双相组织低相变焊丝与母材进行熔化极气体保护焊或钨极氩弧焊的焊接工艺，在焊后，形成焊态熔敷金属；焊态熔敷金属组织为马氏体组织和残余奥氏体组织，残余奥氏体含量控制在6‑30％之间，构成马氏体+6‑30％奥氏体熔敷金属组织；对形成的焊态熔敷金属组织加热，加热速度小于30℃/min，加热至100～250℃，保温15‑120min，保温结束后，空冷至10～50℃。对焊后的熔敷金属直接进行低温配分处理，显著提高双相组织低相变熔敷金属的屈服强度和低温韧性，使其获得良好的强韧性，与传统的焊后热处理相比，在不改变低相变熔敷金属组织形貌的前提下，使奥氏体的机械稳定性和化学稳定性提高。

技术领域

本发明属于材料加工中焊接技术领域，尤其是涉及一种提高双相组织低相变熔敷金属强韧性的焊后低温配分方法。

背景技术

在当今工业生产制造过程中，焊接已经成为应用最为广泛的连接技术之一，许多重要的金属结构都是采用焊接的方法完成的。焊接过程中的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形、焊材与木材的比热容不同、熔敷金属冷却过程中的热收缩以及复杂焊接结构等都会使焊接接头焊趾处产生较大的残余拉应力，严重降低了焊接结构的疲劳强度。疲劳破坏是焊接结构是最主要的破坏形式之一，焊接结构失效疲劳均由焊接接头引发。为了延长焊接结构的疲劳寿命，往往需要进行焊后处理，例如焊后消应力处理、TIG焊修法、超声冲击法、锤击法等等。

采用低相变(Low Transformation Temperature，简称LTT)焊材进行焊接，使焊缝金属冷却过程中发生马氏体相变温度低，此时材料已处于弹塑性或弹性状态，马氏体相变体积膨胀将会减少焊接热场造成的残余拉伸应力，体积膨胀越大，残余拉伸应力越小，甚至出现残余压缩应力，有效的增加了焊接结构的疲劳寿命。在专利号为CN1332058A，专利名称为用于提高焊接接头疲劳强度的焊条中公开，马氏体相变温度范围为100-250℃，采用该低相变(LTT)焊条的焊接接头疲劳强度比普通焊条的焊接接头的疲劳强度提高了10-40％，证明了低相变焊材在提高焊接结构疲劳强度方面的优势，具有广阔应用前景。

但是在实际的工程应用中，对于焊接结构性能的要求不仅要具有良好的疲劳寿命，同时也要求具有良好的力学性能，例如良好的韧性、强度等。但是上述提及的低相变(LTT)熔敷金属，在焊接完成冷却到室温时得到的是淬硬的马氏体组织，马氏体组织硬度高，韧性也较低。在上述公开的专利号为CN1332058A，专利名称为用于提高焊接接头疲劳强度的焊条中提到的普通低相变(LTT)焊材熔敷金属室温冲击吸收功(Akv/J)在22-27J之间，而工程应用中要求熔敷金属-20℃冲击吸收功(Akv/J)在27以上，因此，大多数的低相变(LTT)熔敷金属冲击韧性低于工程应用的标准要求，不能满足工程应用中对焊接结构综合力学性能的要求，严重的制约了低相变焊接材料的广泛应用。

目前，有相关研究发现，在马氏体-奥氏体双相组织的低相变熔敷金属可以有效提高低温冲击韧性，但是，随着奥氏体含量的增加，双相组织的低相变熔敷金属的屈服强度急剧下降。

因此，提高双相组织低相变熔敷金属的强韧性是低相变焊接材料推广应用亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服双相组织低相变焊接材料熔敷金属屈服强度低、并保证良好冲击韧性的一种提高双相组织低相变熔敷金属强韧性的焊后低温配分方法。

本发明的技术方案如下：

一种提高双相组织低相变熔敷金属强韧性的焊后低温配分方法，包括以下步骤：

S1.采用双相组织低相变焊丝与母材进行熔化极气体保护焊或钨极氩弧焊的焊接工艺，在焊后，形成的焊态熔敷金属化学成分重量百分比为C＝0.03～0.2，Ni＝5～14，Cr＝7～18，Mn＝0.5～2.0，Si＝0.3～1.5，Mo＝0.1～3，其余为Fe；所述焊态熔敷金属组织为马氏体组织和残余奥氏体组织，残余奥氏体含量控制在6-30％之间，构成马氏体+6-30％奥氏体熔敷金属组织；