[發(fā)明專利]一種改善低合金超高強(qiáng)鋼焊件耐腐蝕性能的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010968180.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN112094997B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅英;陳杰;湯偉;劉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D9/50
• 分類號(hào): C21D9/50;C21D3/06;B23K37/00;C04B41/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

本發(fā)明提供了一種改善低合金超高強(qiáng)鋼焊件耐腐蝕性能的方法，包括焊后熱處理和表面處理。所述焊后熱處理是對(duì)焊接接頭進(jìn)行局部熱處理，包括對(duì)焊接接頭的加熱、保溫和冷卻；所述焊后表面處理是對(duì)經(jīng)過焊后熱處理的焊接接頭進(jìn)行表面預(yù)處理、增材制造和后處理；所述增材制造是在焊接接頭表面鋪設(shè)氧化鋁陶瓷粉末，并利用激光快速熔凝沉積，形成氧化鋁陶瓷層。本發(fā)明通過焊后熱處理和焊后表面處理，降低了殘余應(yīng)力，提高了焊接組織的均勻性，降低了電偶腐蝕敏感性，提高了焊接接頭的耐腐蝕性能和耐磨性能，進(jìn)而改善焊件的綜合性能、延長(zhǎng)焊件的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善低合金超高強(qiáng)鋼焊件耐腐蝕性能的方法。

背景技術(shù)

低合金超高強(qiáng)度鋼被廣泛應(yīng)用于橋梁、船體結(jié)構(gòu)、大型海上平臺(tái)、工程機(jī)械等強(qiáng)度要求較高的結(jié)構(gòu)件，隨著結(jié)構(gòu)件不斷向大型化、輕量化方向發(fā)展，對(duì)鋼板強(qiáng)度級(jí)別的要求不斷提高。近年來，通過微合金化及控軋控冷等技術(shù)，開發(fā)出了一系列低合金超高強(qiáng)度鋼，由于合金元素含量較少，特別是提高材料耐腐蝕性能的元素(如Cr、Ni等)含量較少，導(dǎo)致低合金超高強(qiáng)鋼的耐腐蝕性能不高。工程結(jié)構(gòu)件之間的連接通常采用熔焊，熔池中心溫度高達(dá)3000℃，容易吸氫導(dǎo)致氫致裂紋，由于焊件與熱源的距離不同或焊縫區(qū)的填充材料不同，導(dǎo)致焊接接頭不同區(qū)域微觀組織和化學(xué)成分出現(xiàn)差異，從而使不同區(qū)域具有不同的電化學(xué)性能，進(jìn)而導(dǎo)致電偶腐蝕。鋼材強(qiáng)度越高，焊接接頭與母材間的強(qiáng)韌性匹配越不易控制，導(dǎo)致鋼材的焊接難度增大，且焊后殘余應(yīng)力的存在會(huì)對(duì)構(gòu)件耐應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕性能產(chǎn)生更大的影響。在一些工程結(jié)構(gòu)的重要部位，一旦腐蝕，會(huì)嚴(yán)重降低機(jī)械和設(shè)備的服役性能及使用壽命，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。

公開號(hào)為CN106181586A的專利公開了一種不銹鋼焊縫或彎折區(qū)域的防腐蝕方法，對(duì)晶間腐蝕區(qū)域打磨然后酸洗鈍化處理，形成鈍化層從而提高焊縫的耐腐蝕性能，由于鈍化層很薄、不耐磨，容易被破壞，使用壽命不長(zhǎng)。

公開號(hào)為CN103320800A的專利公開了一種不銹鋼焊縫耐腐蝕性的方法和裝置，采用二氧化碳激光器將納米金屬腐蝕抑制劑顆粒注入不銹鋼焊縫中形成一層防腐蝕層，再用納米激光器對(duì)不銹鋼焊縫表面進(jìn)行沖擊強(qiáng)化處理，形成一定深度的高幅殘余壓應(yīng)力層，可降低不銹鋼焊縫在腐蝕環(huán)境中的腐蝕敏感性，提高其使用壽命。但是，該技術(shù)方案所使用的原料偏貴。

公開號(hào)為CN200940160Y的專利公開了一種鋼鐵表面耐磨、防腐蝕和防氧化處理結(jié)構(gòu)，通過在鋼鐵表面得到熱浸鍍鋁層，然后在外表面得到一層氧化鋁陶瓷層，使其具有良好的防腐蝕和防氧化效果。但是，熱浸鍍工藝得到的鍍層厚度不均，而且該專利并未提及如何獲得氧化鋁陶瓷層，沒有具體的實(shí)施方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中焊接接頭耐蝕性差問題，提高焊件的耐腐蝕性能，延長(zhǎng)使用壽命。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種改善低合金超高強(qiáng)度鋼焊件耐腐蝕性能的方法，包括焊后熱處理和焊后表面處理。

本發(fā)明所述焊后熱處理是對(duì)焊接接頭進(jìn)行局部熱處理，經(jīng)過對(duì)焊接接頭的加熱、保溫和分段冷卻，改善焊接接頭的組織和性能，降低焊接殘余應(yīng)力，同時(shí)使焊件中的氫溢出，降低氫脆敏感性。

本發(fā)明所述加熱是采用加熱裝置對(duì)焊接接頭進(jìn)行局部加熱，所述加熱裝置包括加熱器和保溫帶，所述局部加熱的升溫速率根據(jù)焊件厚度進(jìn)行調(diào)整，升溫速率控制在50～220℃/h，保證每毫米焊件厚度的溫度變化不超過5500℃/h。

本發(fā)明所述加熱器包括但不限于電加熱器，所述加熱器在焊接接頭區(qū)域形成均勻加熱區(qū)，所述均勻加熱區(qū)寬度覆蓋整個(gè)焊接接頭區(qū)域，優(yōu)選地，所述均勻加熱區(qū)寬度不小于焊縫區(qū)及其兩側(cè)60mm。

本發(fā)明所述保溫帶使用高溫絕熱材料，將保溫帶固定在焊件表面，起到保證能效效率、避免對(duì)相鄰母材性能產(chǎn)生影響的作用，所述保溫帶寬度完全覆蓋均勻加熱區(qū)，優(yōu)選地，所述保溫帶寬度不小于焊縫區(qū)及其兩側(cè)200mm。

本發(fā)明所述高溫絕熱材料包括但不限于硅纖維。