一種高性價比埋弧焊焊絲及其生產(chǎn)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高性價比埋弧焊焊絲及其生產(chǎn)方法，該高性價比埋弧焊焊絲化學成分及其質(zhì)量百分比為：C?0.015%~0.025%；Si≤1.00%；Mn≤2.50%；P≤0.020%；S≤0.010%；Ni?9.00~12.00%；Cr?18.00~20.00%；Mo≤0.50%；N?0.05~0.10%；Ti?0.05~0.30%；Co≤0.018%；稀土元素Ce、Dy、Y、Nd中的一種或一種以上，小于0.30%，余量為鐵；且鑄態(tài)奧氏體不銹鋼中的高溫鐵素體δ含量為≤5%。其生產(chǎn)方法包括如下步驟：配料→抽真空→充氬氣→通電→全熔→降溫→加硅鐵→加碳→加稀土→加鈦→停電→澆注，冷卻后得到鋼錠；然后進行鍛鋼、軋鋼、焊絲精拔、成品熱處理，本發(fā)明專利技術(shù)的高性價比埋弧焊焊絲可以有效提高焊絲熔敷金屬的強度，且鈦的價格便宜，可以降低生產(chǎn)成本。

High cost submerged arc welding wire and production method thereof

The invention relates to a cost-effective submerged arc welding wire and its production method, the high cost of chemical components and quality of wire submerged arc welding for 0.015%~0.025% percentage: C; Si = 1%; Mn = 2.50%; P = 0.020%; S = 0.010%; Ni 9.00~12.00% Cr; 18.00~20.00%; Mo = 0.50%; N 0.05~0.10%; Ti 0.05~0.30%; Co = 0.018%; Dy, rare earth elements Ce, Y, Nd in one or more, less than 0.30%, the balance of iron; cast iron and high temperature state of austenitic stainless steel in the ferrite content is less than or equal to 5%. The production method comprises the following steps: mixing, vacuum, argon gas, electricity, full penetration, cooling, and add carbon, ferrosilicon and rare earth, titanium, power, cooling after casting, ingot; then forged steel, steel rolling, wire fine drawing, heat treatment furnace, the high price submerged arc welding wire can effectively improve the strength of the deposited metal, titanium and the price is cheap, can reduce the production cost.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及焊絲
，具體的是一種高性價比埋弧焊焊絲及其生產(chǎn)方法。
技術(shù)介紹
奧氏體不銹鋼由于在高溫和極低溫度下都具有良好的塑韌性、冷熱加工性能和耐局部腐蝕性能而被廣泛用于石油、化工、宇航和能源等領(lǐng)域。如核電站的建設(shè)就需要采用大量的奧氏體不銹鋼(304N、316N等)。目前國內(nèi)在建的核電站大部分為壓水堆核電站，其堆內(nèi)溫度高達350℃，這就對材料的耐高溫強度提出了越來越高的要求。目前采用的材料主要為控氮型奧氏體不銹鋼，該類鋼具有強度高的特點。在拼焊該類鋼種時若采用常規(guī)的ER308L不銹鋼焊絲時就會焊接接頭存在抗拉強度不足問題。中國專利申請CN201310531804.X公布了一種高強度奧氏體不銹鋼埋弧焊焊絲，可以用于壓水堆核島內(nèi)關(guān)鍵部件的焊接，能夠解決材料壓水堆環(huán)境下長期運行焊縫力學性能不足問題，但是在制造過程中為提高其耐晶間腐蝕的能力，需要加入貴金屬元素Nb，造成成本偏高。提供一種成本低、抗拉強度高、工藝性優(yōu)異的適用于在腐蝕介質(zhì)中工作的高性價比奧氏體不銹鋼用焊絲是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種高性價比埋弧焊焊絲及其生產(chǎn)方法，該不銹鋼埋弧焊焊絲制造成本低、抗拉強度高且工藝性能優(yōu)異。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是，一種高強度奧氏體不銹鋼埋弧焊焊絲，其成分重量百分比為：C0.015％～0.025％；Si≤1.00％；Mn≤2.50％；P≤0.020％；S≤0.010％；Ni9.00～12.00％；Cr18.00～20.00％；Mo≤0.50％；N0.05～0.10％；Ti0.05～0.30％；Co≤0.018％；稀土元素Ce、Dy、Y、Nd中的一種或一種以上，小于0.30％，余量為鐵；且鑄態(tài)奧氏體不銹鋼中的高溫鐵素體δ含量為≤5％。確定上述化學成分的理由如下：碳：碳元素通過固溶強化可以增加合金的低溫強度，起強化作用；碳含量的控制范圍，處于碳在鐵素體中的溶解度以下或接近于鐵素體中碳的溶解度，因此將碳含量的優(yōu)選為0.015％～0.025％。鎳：鎳為強的奧氏體形成元素，增加鎳含量有助于提高奧氏體組織的穩(wěn)定性，能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性；鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，但鎳為貴重金屬原料，含量過高會導致材料價格高，此外高的鎳含量不利于材料低溫強度的提高，因此優(yōu)選為9.00％～12.0％。鉻：鉻為鐵素體形成元素，能顯著提高強度、耐腐蝕性，但同時降低塑性和韌性；但鉻含量過高，會導致奧氏體中鐵素體含量增加，因此優(yōu)選為18.00～20.00％。鉬：鉬為鐵素體形成元素，奧氏體不銹鋼中添加鉬可以提高奧氏體不銹鋼的耐點蝕性能，通過固溶強化可以提高其強度，在焊接不含鉬的鋼種中不宜添加過多，在本專利中，將鉬含量控制為小于0.50％。氮：氮作為強奧氏體形成元素，一方面通過固溶強化可以明顯提高奧氏體不銹鋼的高溫強度，另一方面氮與鈦相互作用，可以更明顯的改善材料高溫強度；但氮含量過高，會導致大量的氮化物析出，又會降低材料的室溫韌性和耐腐蝕性能，因此優(yōu)選為0.05～0.10％。錳：增加錳含量可以提高鋼的強度，增加奧氏體不銹鋼中氮元素的固溶度，但錳含量過高，會導致奧氏體不銹鋼中產(chǎn)生馬氏體，因此將錳含量優(yōu)選為小于2.50％。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。鈦：在鋼軋制的升溫過程中，鈦與氮、碳的結(jié)合形成彌散的小顆粒，對奧氏體晶界起固定作用，阻礙奧氏體晶界的遷移，有效阻止奧氏體晶粒粗化，而在降溫過程中鈦與氮、碳的化合物在奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變之前析出，成為鐵素體的形核質(zhì)點，使鐵素體的晶粒細化，還可以避免晶間腐蝕，提高鋼的耐腐蝕性；且鈦元素的含量在0.05％～0.10％之間時，對γ晶粒尺寸的影響最為顯著，因此將鈦含量優(yōu)選為0.05％～0.30％。硅：硅可以顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，作為鉻當量的形成元素，和鉬、鉻等結(jié)合，可以提高鋼的抗腐蝕性和抗氧化性。稀土元素：稀土元素具有細化奧氏體不銹鋼的作用，添加到鋼液中，可以增加鋼液凝固過程中的形核質(zhì)點，從而達到細化連鑄坯原始鑄態(tài)組織的目的，原始鑄態(tài)組織晶粒的細化有利于最終產(chǎn)品晶粒的細化。此外稀土元素在凝固過程中形成的微小質(zhì)點還可降低奧氏體不銹鋼在加熱過程中的長大傾向。硫、磷：合金冶煉過程中的雜質(zhì)元素。根據(jù)上述理由提出了本專利技術(shù)的奧氏體不銹鋼埋弧焊焊絲成分，本專利技術(shù)的焊絲經(jīng)使用后焊接接頭具有優(yōu)異的高溫強度，還具有良好的抗中子輻照性能，可用于壓水堆堆內(nèi)構(gòu)件焊接。本專利技術(shù)的高性價比埋弧焊焊絲使用Ti元素替代Nb元素，通過Ti與N、C元素的相互作用，在焊絲的冶煉過程中形成TiN、TiC，可以有效阻止奧氏體晶粒粗化，細化鐵素體晶粒，避免晶間腐蝕，提高焊絲熔敷金屬的耐腐蝕性；同時由于Ni、Mn、C、N等利于奧氏體不銹鋼形成的鎳當量元素的作用，可以有效提高焊絲熔敷金屬的強度，且鈦的價格便宜，可以降低生產(chǎn)成本。一種上述高性價比埋弧焊焊絲的生產(chǎn)方法，包括：配料→抽真空→充氬氣→通電→全熔→降溫→加硅鐵→加碳→加稀土→加鈦→停電→澆注，冷卻后得到鋼錠。然后進行鍛鋼、軋鋼、焊絲精拔、成品熱處理：a.鍛鋼：始鍛溫度1230℃、終鍛溫度950℃，然后空冷。b.軋鋼：多道次軋制，中間退火溫度1100～1200℃。C.精拔成直徑符合要求的焊絲。D.在1100～1180℃范圍內(nèi)進行固溶熱處理。進一步，在精拔成型前對表面進行修磨處理，去除表面裂紋。本專利技術(shù)的高性價比埋弧焊焊絲生產(chǎn)方法工序簡單，易于控制。本專利技術(shù)是根據(jù)鈦和氮復合強化來提高奧氏體不銹鋼埋弧焊絲的高溫強度，在提高強度的同時，兼顧了熔敷金屬的室溫性能，同時通過控制S、P和Co含量來保證其良好的抗中子輻照性能，通過合理確定鎳當量形成元素Ni、Mn、N、C和鉻當量形成元素Cr、Si、Mo的含量，控制奧氏體不銹鋼中的高溫鐵素體含量來保證焊接接頭的抗拉強度、晶間腐蝕和接頭質(zhì)量。具體實施方式實施例本實施例試制了3批焊絲，并經(jīng)相同的生產(chǎn)工藝制備了對比例的焊絲，均經(jīng)過配料→抽真空→充氬氣→通電→全熔→降溫→加硅鐵→加碳→加稀土→加鈦→停電→澆注，冷卻后得到鋼錠的煉鋼過程，然后進行鍛制，始鍛溫度1230℃、終鍛溫度950℃，空冷后進行軋制，多道次軋制后得到直徑為5.5mm的半成品，中間退火溫度1150℃；退火完成后進行表面修磨處理，處理表面裂紋；將直徑5.5mm的半成品拉拔至2.5mm，進行固溶熱處理，溫度1150℃，得到成品焊絲。其化學成分參見表1，焊絲直徑為2.5mm，配套焊接為SJ601H，焊接母材為Z2CN19-10(N)，焊接工藝參數(shù)為：電弧電壓25V，焊接電流為450A，焊接速度為500mm/min，焊后測量了熔敷金屬的力學性能和耐腐蝕性能。其中耐腐蝕性能按照GB4334-2000中硫酸-硫酸銅標準，三種焊絲均無晶間腐蝕傾向，見表2。表1實施例及對比例標準成分表2實施例及對比例力學性能和耐腐蝕性能從實施例的實驗結(jié)果可知，使用Ti元素同樣可以滿足304L鋼的焊接性能要求，用于替代ER308L，抗拉強度和晶間腐蝕的效果與使用Nb元素效果相當，但是Ti的價格僅為Nb的十分之一甚至更少，因此可以節(jié)約成本。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本專利技術(shù)所作的舉例，而并非是對本專利技術(shù)的實施方式的限定。對于所屬本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高性價比埋弧焊焊絲，其特征在于，化學成分及其質(zhì)量百分比為：C?0.015%~0.025%；Si≤1.00%；Mn≤2.50%；P≤0.020%；S≤0.010%；Ni?9.00~12.00%；Cr?18.00~20.00%；Mo?≤0.50%；N?0.05~0.10%；Ti?0.05~0.30%；Co≤0.018%；稀土元素Ce、Dy、Y、Nd中的一種或一種以上，小于0.30%，余量為鐵；且鑄態(tài)奧氏體不銹鋼中的高溫鐵素體δ含量為≤5%。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高性價比埋弧焊焊絲，其特征在于，化學成分及其質(zhì)量百分比為：C0.015%~0.025%；Si≤1.00%；Mn≤2.50%；P≤0.020%；S≤0.010%；Ni9.00~12.00%；Cr18.00~20.00%；Mo≤0.50%；N0.05~0.10%；Ti0.05~0.30%；Co≤0.018%；稀土元素Ce、Dy、Y、Nd中的一種或一種以上，小于0.30%，余量為鐵；且鑄態(tài)奧氏體不銹鋼中的高溫鐵素體δ含量為≤5%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性價比埋弧焊焊絲的生產(chǎn)方法，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣紅軍，
申請(專利權(quán))人：丹陽市華龍?zhí)劁撚邢薰?/a>，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32