[發(fā)明專利]一種控鐵素體的消應(yīng)力熱處理的不銹鋼焊條

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310676373.6
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103706960A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁寧;劉奇望;蔣勇;趙建倉;簡仁露;朱平;王淦剛;匡艷軍;邱振生;楊春樂;鄧小云
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大西洋焊接材料股份有限公司;江蘇省蘇州熱工研究院有限公司;廣東省中廣核工程有限公司
• 主分類號: B23K35/22
• 分類號: B23K35/22
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 李強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接材料領(lǐng)域，尤其是一種用于核電主設(shè)備異種鋼過渡層堆焊工藝的，通過控制鐵素體含量，對熔敷金屬進(jìn)行消應(yīng)力熱處理的不銹鋼焊條。

背景技術(shù)

根據(jù)美國三哩島核電站和切爾諾貝利核電站等第二代核電站事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，美國和歐洲核電公司規(guī)范了第三代核電站的設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)，對先進(jìn)輕水堆ALWR提出非常嚴(yán)格的要求。例如：非能動AP1000型核電是世界市場上現(xiàn)有的最安全、最先進(jìn)，唯一得到美國核管會（FDA）最后設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的新三代⁺核電站。AP1000型的核島主設(shè)備設(shè)計(jì)工作溫度323.9℃（實(shí)際給水溫度為226.7℃）以及蒸汽發(fā)生器設(shè)計(jì)壓力為8.27MPa，具有至少72小時內(nèi)，不需要操作員干預(yù)；嚴(yán)重事故條件下，安全殼有足夠的設(shè)計(jì)裕量等技術(shù)特點(diǎn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對清潔能源需求越來越大，作為清潔能源的核能以及國家核戰(zhàn)略的需要，引進(jìn)消化核電站是必然趨勢。隨著第三、四代核電設(shè)備國產(chǎn)化的應(yīng)用，也帶動了核電焊接材料的研發(fā)及應(yīng)用。在此背景下，研發(fā)了不銹鋼E309L-16焊條，主要作為第三代核電的核島主設(shè)備異種鋼過渡層的堆焊焊接材料，也可以作為合成纖維、石油化工等設(shè)備的過渡層堆焊焊材。

基于核島主設(shè)備安全性出發(fā)，對核島主設(shè)備過渡層用的不銹鋼E309L-16焊條提出了更高的技術(shù)要求，即焊縫經(jīng)610℃×16h、610℃×40h熱處理后，應(yīng)具有優(yōu)良的力學(xué)性能。熔敷金屬鐵素體含量的多少對其熱處理后的力學(xué)性能影響很大，所以，針對該焊材用在核島主設(shè)備上，重點(diǎn)以不銹鋼E309L-16焊條的熱處理態(tài)的熔敷金屬為研究對象，在焊態(tài)下熔敷金屬鐵素體含量分別為16.4%、12%、10.4%以及8%時，經(jīng)610℃×40h熱處理以及延長熱處理時間后，采用常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)及組織微觀分析，綜合評價(jià)其力學(xué)性能，為核島主設(shè)備的過渡層選用焊接材料提供試驗(yàn)依據(jù)。

隨著熔敷金屬鐵素體含量越高，熔敷金屬經(jīng)過610℃×40h熱處理后，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度有增高的趨勢，但增高不明顯。伸長率和沖擊吸收能量有降低的趨勢。當(dāng)焊態(tài)的熔敷金屬鐵素體含量超過12.0%時，經(jīng)610℃×40h熱處理后，沖擊吸收能量顯著降低。

不同鐵素體含量的熔敷金屬經(jīng)610℃×40h熱處理后，抗拉強(qiáng)度比焊態(tài)的熔敷金屬抗拉強(qiáng)度略高，并均隨焊態(tài)的熔敷金屬鐵素體含量增加，而略有增高，屈服強(qiáng)度明顯低于焊態(tài)的熔敷金屬屈服強(qiáng)度，并均隨焊態(tài)的熔敷金屬鐵素體含量增加而增高。

鐵素體含量在16.4%時，610℃×40h熱處理態(tài)的熔敷金屬沖擊吸收能量明顯低于焊態(tài)的熔敷金屬沖擊吸收能量。鐵素體含量在≤12.0%時，610℃×40h熱處理態(tài)和焊態(tài)對熔敷金屬沖擊吸收能量影響不顯著。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不銹鋼焊條，通過對熔敷金屬有害化學(xué)元素、微合金以及熔敷金屬鐵素體含量的精確控制，經(jīng)過消應(yīng)力熱處理后，熔敷金屬的理化性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種控鐵素體的消應(yīng)力熱處理的不銹鋼焊條，采用水玻璃混合藥粉后包裹不銹鋼焊芯而成，所述藥粉組成成分以重量百分比計(jì)為：金紅石12-14％、大理石2.5-4.5％、白云石1-2％、鉀長石2-3.5％、金屬鉻8-10%、電解錳1-1.5%、云母1-2.5％、純堿0.16-0.24%、鎳粉2.5-4.5％、氮化鉻鐵0.4-1.2%。所述不銹鋼焊芯組成成分以重量百分比計(jì)為：碳≤0.015%、鉻19.5-20.0%、鎳9.6-10.6%、鉬≤0.20%、錳1.5-2.5%、硅≤0.30%、磷≤0.010％、硫≤0.003％、氮≤0.025％、銅≤0.010％、鈷≤0.020％、釩≤0.080％、其他≤0.5％。

作為優(yōu)選，所述藥粉占不銹鋼焊芯的重量百分比為35%-49%。

作為優(yōu)選，所述不銹鋼焊條直徑為6.8mm。

作為優(yōu)選，所述藥粉組成成分以重量百分比計(jì)為：

金紅石13.5％、大理石4.2％、白云石1.5％、鉀長石3％、金屬鉻9.5%、電解錳1.2%、云母2％、鎳粉4％、氮化鉻鐵0.4%。

作為優(yōu)選，所述藥粉組成成分以重量百分比計(jì)為：

金紅石13.5％、大理石4.2％、白云石1.5％、鉀長石3％、金屬鉻9.8%、電解錳1.2%、云母2％、鎳粉4％、氮化鉻鐵0.4%。

作為優(yōu)選，所述藥粉組成成分以重量百分比計(jì)為：

金紅石13.5％、大理石4.2％、白云石1.5％、鉀長石3％、金屬鉻9.8%、電解錳1.2%、云母2％、鎳粉4％、氮化鉻鐵0.48%。