[发明专利]一种改善SA508-4钢焊接组织局部硬化的方法

说明书

本发明涉及一种改善SA508‑4钢焊接组织局部硬化的方法，属于焊接技术领域。本发明将SA508‑4钢以40～80℃/min的加热速率加热至600～680℃，保温2～4h后随炉冷却至室温；再依次以10～20℃/s的加热速率加热至预设温度并保温10～30min，以40～60℃/s的速率快速降温至预设温度，并保温10～60min，以0.5～20℃/s的速率冷却至室温即可。本发明通过SA508‑4钢中碳及其他合金元素的配分行为获得元素在各相中的均衡浓度分布，改善SA508‑4钢焊接组织的局部硬化现象，与现有处理方法采用的直接焊接工艺相比。本发明可以降低焊接组织的硬度，采用合理的元素配分工艺能够改善SA508‑4钢焊接组织的晶粒显微组织，并提高焊接组织的力学性能和服役性能。

技术领域

本发明涉及一种改善SA508-4钢焊接组织局部硬化的方法，属于焊接技术领域。

背景技术

SA508-4钢是为满足核电压力容器逐步趋于大型化、一体化发展趋势而研发的最具发展潜力的新一代核电压力容器用钢铁材料。与目前所采用的SA508Gr.3钢相比，SA508-4钢通过增加Cr、Ni的元素含量并减少了Mn的元素含量，从而具有更高的强韧性和淬透性等力学性能，以期解决SA508Gr.3钢在新一代核电压力容器制造中存在的淬透性和原料超重等问题。但SA508-4钢在增加Cr、Ni元素含量的同时，会引起碳当量的增加，从而导致SA508-4钢冷/热裂纹敏感性增强、冷/热裂纹敏感系数增大、焊接组织晶粒粗大以及局部硬化等实际应用问题。这主要是由可提高淬透性元素的添加会导致焊接组织中的碳及合金元素在不同相中的分布与迁移会影响焊接组织和机械性能稳定性等因素引起的。

发明内容

本发明针对现有技术中焊接技术存在焊接组织出现局部硬化的问题，提出了一种改善SA508-4钢焊接组织局部硬化的方法，通过SA508-4钢中碳及其他合金元素的配分行为获得元素在各相中的均衡浓度分布，改善SA508-4钢焊接组织的局部硬化现象；与现有处理方法采用的直接焊接工艺相比，本发明可以降低焊接组织的硬度，采用合理的元素配分工艺能够改善SA508-4钢焊接组织的晶粒显微组织，并提高焊接组织的力学性能和服役性能。

一种改善SA508-4钢焊接组织局部硬化的方法，具体步骤如下：

(1)将SA508-4钢以40～80℃/min的加热速率加热至600～680℃，保温2～4h后随炉冷却至室温；对SA508-4钢进行退火处理，以消除锻造过程的组织缺陷及残余应力；

(2)将步骤(1)处理的SA508-4钢以10～20℃/s的加热速率加热至预设温度并保温10～30min；使其在预设的较高温度下快速完成碳元素配分；

(3)将步骤(2)保温的SA508-4钢以40～60℃/s的速率快速降温至预设温度，并保温10～60min；使其在预设的温度区间内完成合金元素配分；

(4)将步骤(3)保温的SA508-4钢以0.5～20℃/s的速率冷却至室温即可；使其将配分结束后的组织及元素分布保留至室温；

所述步骤(2)预设温度高于SA508-4钢的Ac₃温度且低于1050℃。

所述步骤(3)预设温度在SA508-4钢的Ac₁～Ac₃温度即714～773℃；

本发明改善SA508-4钢焊接组织局部硬化的原理：

在较高温度下快速完成碳元素配分并在相对较低的温度下完成其他合金元素的配分，促进SA508-4钢中碳及其他合金元素在各相中的均衡浓度分布，一定程度上消除增加碳当量对焊接性能恶化的影响，改善SA508-4钢焊接组织局部的硬化现象。

本发明的有益效果是：