[发明专利]一种高镍含氮双相不锈钢的高性能焊接热影响区热加工方法

说明书

本发明提供了一种高镍含氮双相不锈钢的高性能焊接热影响区热加工方法，加工方法的具体步骤如下：(1)：将不锈钢铸坯按照元素质量百分比在真空熔炼炉炼制；(2)：铸坯进行预锻造处理，在1130～1200℃开始锻造；(3)：将步骤(2)得到的板材进行预轧制；对热轧并固溶处理后的板材进行不同焊接热输入和焊接峰值温度热循环处理，优化工艺参数获得高性能焊接热影响区试样，在1.35KJ/mm～1.50KJ/mm热输入范围，1000℃～1080℃焊接峰值温度范围进行焊接热循环处理后，热影响区的点蚀电位Esubgt;b/subgt;≥1.12V，晶间敏感值Ra≤3.2％，冲击功≥207J。在2.35KJ/mm～2.75KJ/mm热输入范围，800℃～900℃焊接峰值温度范围进行焊接热循环处理时，热影响区的点蚀电位Esubgt;b/subgt;≥1.22V，晶间敏感值Ra≤2.5％，冲击功≥219J。所获得的焊接热影响区具有优异的综合性能该热加工方法可进一步提高该种双相不锈钢的焊接性和焊接效率，扩展其应用范围。

技术领域

本发明属于双相不锈钢技术领域，涉及一种高镍含氮双相不锈钢的高性能焊接热影响区热加工方法。

背景技术

双相不锈钢将奥氏体不锈钢的优良焊接性、韧性及耐晶间腐蚀性，与铁素体不锈钢的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能有效地结合在一起。但双相不锈钢在焊接过程中往往会因焊接峰值温度和焊接热输入不当造成焊接热影响区耐腐蚀性能和冲击性能下降。焊接峰值温度和焊接热输入过高时会增大焊接影响区面积，会造成σ相、氮化物析出增加，不仅会影响焊接影响区的性能，而且会造成能源的浪费，对双相不锈钢的耐腐蚀性能和冲击韧性造成很大影响。而焊接峰值温度和焊接热输入过低时会使双相不锈钢发生焊不透等情况，也会影响到双相不锈钢热影响区的性能。导致双相不锈钢无法满足耐海水，石油，石化，化学剂等腐蚀复杂环境要求。因此，研究找到一种合理的焊接热模拟工艺参数，对提高双相不锈钢焊接热影响区的综合性能有着最大工程意义。

现今，双相不锈钢的应用领域是极其广泛的，但是市场上现有的双相不锈钢都因焊接过程中焊接参数工艺不当，导致普遍存在焊接热影响区腐蚀和冲击韧性恶化的问题。在中国方面申请 CN103341682A公开了一种SAF2205双相不锈钢与WELDOX700 低合金高强度的焊接工艺，该焊接热输入在4.16～8.04KJ/cm时，获得2205试样焊接热影响区的冲击值小于60J，该发明焊接参数工艺获得试样冲击韧性明显低于本发明的焊接参数。在中国发明申请CN114178662A公开了一种原油船耐腐蚀性焊接工艺，焊接热输入在1.8～3.2KJ/mm范围时，对应焊接热影响区的冲击值均低于156J。在中国发明申请CN114178662A公开了一种316L工艺管线焊接热影响区抗点蚀和晶间腐蚀协同提升的焊接方法，焊接热输入在2.5～3.0KJ/mm时对应焊接热影响区的晶间敏感值 Ra≤3.2％，自腐蚀电流密度小于5×10^-7A。

目前，双相不锈钢在焊接热影响区性能的研究虽然较多，但常规的焊接工艺参数下的双相不锈钢的抗耐腐蚀性和冲击韧性较差，不能满足工程的需求。本发明中的焊接工艺参数能有效的优化双相不锈钢的焊接热影响区综合性能，进一步的提高了双相不锈钢在苛刻环境下的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高镍含氮双相不锈钢的高性能焊接热影响区热加工方法，以提高双相不锈钢焊接热影响区的综合性。

本发明基于真空冶炼获取不锈钢，采用循环动电位极化曲线、双环动电位再活化法(DLEPR)、冲击实验测试不同焊接热输入和焊接峰值温度下双相不锈钢焊接热模拟试样的耐腐蚀性能和冲击韧性，分析了不同焊接热输入和焊接峰值温度对焊接热影响区腐蚀性能和冲击性能的影响规律，获得一种使焊接热影响区具有高性能的焊接工艺参数。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明目的之一是提供一种高镍含氮双相不锈钢的高性能焊接热影响区热加工方法，包括以下步骤：

(1)采用真空熔炼炉炼制不锈钢，将不锈钢铸坯进行预锻造处理，然后进行预轧制处理，经过常温水淬得到板材；