[发明专利]不锈钢用焊丝材料

说明书

技术领域

本发明属于金属材料焊接用焊丝的材料领域。尤其涉及304奥氏体不锈钢焊接用焊丝材料。

背景技术

不锈钢是将铬添加于钢显著提高耐腐蚀性的一种合金钢，根据其组成可大致分为铬系和铬一镍系，根据金属组织可分成马氏体、铁素体、奥氏体、奥氏体一铁素体及沉淀硬化系5种。奥氏体不锈钢(以下称″不锈钢″)从组成方面看，是铬一镍系，及由此进行改良开发出的各种钢。在304奥氏体不锈钢施焊过程中，为了得到焊缝金属强度与母材强度相匹配的结果，需采用对焊缝处添加必要的合金元素进行成分补偿，目的在于焊后得到焊缝处的金属与母材成分和性能更接近的效果。但是由于采用传统的焊丝材料如ER308施焊后，焊缝不平整，焊接过程中普遍存在着严重的脱渣困难的问题，俗称“黑皮”，且成本高。因此采用传统的焊丝进行施焊时，很难获得焊缝金属与母材性能相匹配的结果，在现有技术的焊接材料中还很难有达到此使用要求的焊丝材料，被工业全面广泛使用的不锈钢普遍有焊接性差的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对304奥氏体不锈钢提出一种成份设计简单和使用方便，施焊后焊缝平整，焊缝处金属与母材性能相近，无“黑皮”且成本低的不锈钢用焊丝材料。

本发明是通过如下技术方案来实现的：不锈钢用焊丝材料，其特征在于该焊丝材料的具体化学成分重量％为：C0.07-0.09；Si0.65-0.95；Mn6.7-7.2；P≤0.02；S≤0.015；Cr18.5-19.5；Ni8.0-9.5；Mo≤0.4；余量为Fe和不可避免的杂质。

所述的不锈钢用焊丝材料还包含稀土元素Re，其重量％为：Re0.01-0.05。

根据本发明的目的，我们所提出的不锈钢用焊丝材料的理由是，在考虑到碳含量的同时，可采用通过调整其他合金元素含量的方式，来提高焊缝光洁度，避免“黑皮”现象的出现，且焊缝平整、成本低。该焊丝材料的设计，主要是针对304奥氏体不锈钢的焊接。因此本发明所提出的在本发明的不锈钢用焊丝材料中，采取对碳含量的限定是考虑到碳元素是非常有效的硬化和固溶强化组元，同时碳化物在起到强化作用时，还常常作为裂纹源出现，因此采取对材料成分中的碳含量限制在0.07-0.09％，有利于提高焊缝光洁度和平整度。在本发明的焊丝材料中，锰作为硬化元素加入，同时还起到脱氧和脱硫的作用。硅元素的加入有脱氧效果，当硅以固溶态的形式存在时，他可以提高基体的屈服强度，但会使材料的韧脆转变温度提高。镍是提高材料韧性的重要元素之一，也是奥氏体稳定化的主要元素，加入镍元素有降低韧脆转变温度的作用。钼是固溶强化的主要元素，他与其他元素相结合容易形成碳化物。铬是向焊缝过渡合金元素，具有调整焊缝成份，提高焊缝的耐腐蚀性。硫和磷均为有害杂质，含量应控制。其余量为铁和其它不可避免的杂质。本发明焊丝材料的制备与现有技术制备工艺相同。首先按本发明所设计成分进行配料和炼钢，经真空炉冶炼后铸锭，锻钢的开锻温度为1050℃、终锻温度为850℃，轧钢十余道次后再经900-1000℃的退火处理，将轧后盘条再经多道次的(拉拔-退火-拉拔...)拉拔后可得直径(根据设计者要求)为1.2mm或1.6mm的焊丝。

采用本发明所设计的不锈钢用焊丝材料与现有技术焊丝材料相比较，具有成份设计简单合理、使用方便，施焊后焊缝平整，焊缝处金属与母材性能结果相近，无“黑皮”，且成本低的特点。由于在本发明中加入了适量的稀土元素，而焊缝中稀土类元素与硫有很大的亲和力，具有明显的脱硫、改善硫化物夹杂的尺寸、形态和分布的作用，所以对改善焊缝韧性有明显效果。另外在本发明焊丝材料中加入适量稀土元素还可以降低熔敷金属中的扩散氢含量，降低了气孔敏感性及其他与氢有关的焊接缺陷。再有本发明焊丝材料与传统焊丝材料相比，由于本发明焊丝材料成分设计合理，使焊缝金属淬硬性显著降低，对焊接时可进一步降低裂纹、提高光洁度。

具体实施方式

本发明不锈钢用焊丝材料均采用真空炉进行冶炼的，初锻温度为1020℃和终锻温度为950℃，然后经12道次轧后于950℃进行退火处理，再进行拉拔使焊丝达到设定尺寸。

实施例1：一种不锈钢用焊丝材料，该焊丝材料的具体化学成分重量％为：C0.07；Si0.65；Mn6.7；P0.01；S0.005；Cr18.5；Ni8.0；Mo0.1；Re0.01；余量为Fe和不可避免的杂质。