[發明專利]一種奧氏體不銹鋼焊材無氧化去氫處理工藝

在審

• 申請號: 202010748486.2
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111996345A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 陸善平;魏世同;吳棟;李依依
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C21D3/06
• 分類號: C21D3/06;C21D11/00;C21D9/52;C21D1/74
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種奧氏體不銹鋼焊材無氧化去氫處理工藝，屬于金屬材料熱處理技術領域。將奧氏體不銹鋼焊材放入真空氣氛爐中，抽真空并充入99.99％的純Ar后隨爐加熱到300～700℃，保溫3～100小時后隨爐緩慢冷卻至50℃以下，出爐完成去氫處理。按本發明工藝對奧氏體不銹鋼焊材進行去氫處理后，其H含量≤2ppm，O含量基本保持不變，焊材表面光亮無明顯氧化現象，且其外觀形狀、尺寸無明顯變化，不改變其焊接工藝性。

技術領域

本發明屬于金屬材料熱處理技術領域，具體為一種奧氏體不銹鋼焊材無氧化去氫處理工藝。

背景技術

氫脆是在金屬凝固的過程中，溶于鋼中的氫，沒能及時釋放出來，向金屬中缺陷附近擴散，到室溫時原子氫在缺陷處聚合為氫分子，從而產生巨大的內壓力，造成應力集中，超過鋼的強度極限時，在鋼內部形成細小的裂紋，顯著降低材料的韌塑性。

氫脆只可防，不可治，氫脆一經產生，就無法消除。在材料的冶煉過程和零件的制造與裝配過程中進入材料內部的微量氫，在內部殘余的或外加的應力作用下均會導致材料脆化甚至開裂。尤其是焊接構件，在焊接過程中會產生較大的殘余應力，因此氫脆問題更為顯著，應嚴格控制焊縫中的氫含量，焊縫中的氫除了會從焊接環境引入外，焊接材料的H含量也對最終焊縫氫含量有明顯影響，應嚴格控制焊材中的H含量，奧氏體不銹鋼焊材制備過程中會帶入H，如合金熔煉過程、電渣重熔過程、以及焊材拉拔時充氫退火過程等。對于應用于重要部件的奧氏體不銹鋼焊接材料，一旦氫含量超標，該批焊材即將報廢，不但會造成嚴重的經濟損失，同時也會導致工程延誤，因此急需提出解決奧氏體不銹鋼焊材H超標問題的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種奧氏體不銹鋼焊材無氧化去氫處理工藝，針對含H量2ppm以上的奧氏體不銹鋼焊材，采用本發明工藝處理后，可使奧氏體不銹鋼焊材中H含量≤2ppm，O含量基本保持不變，且焊材外觀形狀、尺寸無明顯變化，同時不改變其焊接工藝性。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種奧氏體不銹鋼焊材無氧化去氫處理工藝，該工藝是將H含量大于2ppm的待處理奧氏體不銹鋼焊材放入真空氣氛爐中，抽真空并充入氬氣；然后將爐溫加熱到300～700℃，保溫3～100小時后隨爐冷卻，出爐完成去氫處理。

該工藝中，所充入氬氣的純度大于99.99％。

該工藝中，爐溫的加熱速率不小于1℃/min，優選范圍為1～10℃/min。

該工藝中，冷卻時隨爐緩慢冷卻至50℃以下，焊材出爐；冷卻速度保證不高于2℃/min，優選范圍為0.1～2℃/min，以便充分去氫。

該工藝中，所述待處理奧氏體不銹鋼焊材中H含量大于2ppm。

采用上述工藝處理后，奧氏體不銹鋼焊材中H含量≤2ppm，O含量基本保持不變。

本發明的原理如下：

本發明是在保護氣氛下對高氫含量的奧氏體不銹鋼焊材進行熱處理，通過調整熱處理工藝的加熱溫度、保溫時間及冷卻速度，使奧氏體不銹鋼焊材內的H含量低于2ppm，O含量基本保持不變，且其外觀形狀、尺寸無明顯變化，焊材表面光亮無明顯氧化現象，且不改變其焊接工藝性，可降低后續焊縫的氫脆敏感性。

本發明所具有以下優點：

1、本發明從控制奧氏體不銹鋼焊材去氫熱處理工藝出發，通過選擇合適的加熱溫度、保溫時間及冷卻速度，使奧氏體不銹鋼焊材內的H含量低于2ppm，O含量基本保持不變，且其外觀形狀、尺寸無明顯變化，不改變其焊接工藝性。

2、本發明所有采用的熱處理工藝參數均可以實現工業應用。

3、本發明通過降低奧氏體不銹鋼焊材中H含量，可降低后續焊縫的氫脆敏感性。