[发明专利]一种核I级2209双相不锈钢焊丝及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，涉及一种核I级2209双相不锈钢氩弧焊丝及制造方法。

背景技术

随着时间的推移，我国的核电事业将进入一个飞速发展的时代。随着金属制造和不锈钢行业的迅猛发展，对焊接工艺所用氩弧焊丝的产品技术要求也非常高。但是核电用焊接材料普遍依靠进口，为了实现核电焊材的国产化，有必要研制能够替代进口核电焊材的国产核电焊材。在核电领域中，双相不锈钢被广泛的用于反应堆压力容器、堆芯、堆内构件、控制棒驱动机构、一回路管道和冷却剂泵、蒸汽发生器和热交换器等设备中，且双相不锈钢焊材使用量也非常巨大。双相不锈钢焊材的国产化能有利于国家节省成本，控制质量，保证核电工程进度。双相不锈钢有以下性能特点：双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能；含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能；具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能；综合力学性能好；可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。广泛用于核电、炼油、化肥、造纸、石油、化工等耐海水耐高温浓硝酸等热交换器和冷淋器及器件。

目前国内核电关键设备制造及安装中用到的焊接材料以进口为主。使用的焊接材料全部被国外公司所垄断，不仅价格昂贵，采购周期长，质量控制难，而且存在因政治原因而被封锁的风险，不利于我国核电事业的发展。国内核电大批量建设期间，迫切需要开展核级焊接材料的国产化。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种核I级2209双相不锈钢氩弧焊丝及制造方法，使其具有优良的焊接性能，飞溅小，脱渣性能好，提高了双相不锈钢焊丝的焊接工艺性能，特别是且具有优异的抗应力腐蚀开裂和抗点蚀能力，通过调整微量的合金元素，能够有效的控制铁素体和奥氏体比列。

技术方案：为实现上述目的，一种核I级2209双相不锈钢焊丝，其成分及质量百分配比为：C 0～0.03％，Mn 0.5～2.0％，Si 0～0.90％，S 0～0.03％，P 0～0.03％，Cr 21.5～23.5％，Ni 7.5～9.5％，Mo 2.5～3.5％，N 0.08～0.20％，Cu 0～0.75％，余量的Fe。

作为优选，所述Cu的质量百分比为0.10～0.75％。

作为优选，所述Si的质量百分比为0.20～0.90％

根据上述的一种核I级2209双相不锈钢焊丝的制造方法，其步骤为：

(1)将配方中含量的纯铁与Ni、Cr、Mo很难被氧化的元素混合，然后在真空感应炉进行熔化，熔化期真空度控制在7.83Pa以下，然后再向炉中加入配方中含量的Si、N、Cu，全熔后充分搅拌；

(2)当熔炼温度至1580℃钢液平静时，停电抽至真空20～25分钟，再送电升温，结膜熔清后，加入配方中含量的C进行精炼，精炼温度保持在1580℃～1600℃，精炼时间25～30分钟；

(3)出钢前10分钟降温，充分均匀搅拌后充Ar320～420Pa，加入配方中含量的Mn，再充分搅拌后，于1580℃出钢；

(4)钢液浇注在预抽真空下进行，开始时小流，钢液充满钢模模底后，适当加大流速使钢液在模内平稳地上升，当浇至冒口线上时，细流填充；

(5)浇注完15分钟后充气破真空，拉开炉体，45分钟后钢锭可脱模空冷；

(6)将钢锭装入锻造炉中，炉中温度小于750℃，预热时间45min，然后加热温度达到1130℃～1140℃，加热时间35min，保温时间20min，从锻造炉中取出进行锻造，制成钢坯；

(7)钢坯装入锻造炉中，温度小于700℃，预热时间25min，然后加热温度达到1125℃，加热时间30min，保温时间10min，取出钢坯，进行热轧开坯得到铸锭；

(8)铸锭经过表面清理后，先锻造成方坯，将方坯轧制成Φ8.0mm盘条后，盘条采用机械方法剥去热轧盘条表层附着的氧化皮，并使残存的氧化铁皮组织疏松，Φ8.0mm坯料加热4h到600～650℃，保温2.5h，缓冷2h出炉，加热保温期间充入氮气；

(9)退火处理后的坯料经过酸洗之后冷拔加工至Φ5.0mm，再次酸洗之后进一步冷拔加工至Φ4.0mm；

(10)再次按照步骤(8)中退火和酸洗之后进一步冷拔加工至Φ2.4mm，再次按照步骤(8)中退火和酸洗之后进一步冷拔加工至Φ2mm；

(11)将拉制合格的焊丝通过双相不锈钢氩弧焊丝抛光机进行抛光；

(12)将该抛光后的核Ⅰ级2209双相不锈钢氩弧焊丝通过不锈钢氩弧焊丝切割机进行切丝，得到本产品。