[发明专利]一种超级双相不锈钢自保护药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超级双相不锈钢自保护药芯焊丝及其制备方法，所述自保护药芯焊丝由钢带和填充于钢带中的药芯粉末组成，按总质量百分含量为100％计，所述钢带的化学成分包括：Cr16.0～17.0％、Mo2.0～3.0％、Mn0.30～0.40％、Si0.25～0.30％、Ni0.10～0.20％，其余为铁；所述药芯粉末为合金粉末，化学成分包括：Cr5.0～8.0％、Ni2.0～4.0％、V0.5～1.0％、N0.10～0.20％、铁素体纳米形核剂0.5～0.8％、奥氏体纳米形核剂0.2～0.4％、造渣剂4.0～6.0％、脱氧剂1.5～3.0％，其余为铁。本发明通过在自保护药芯焊丝中添加多种形核剂，促使铁素体和奥氏体的组织等轴晶化，基体晶粒微细化，获得铁素体与奥氏体两相比例约为50％：50％的细化组织，具有高强度和高耐腐蚀性的优异综合性能。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，特别是涉及一种超级双相不锈钢自保护药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

随着海洋开发的广度和深度不断拓展，对海洋工程材料的耐腐蚀性能提出了更高要求。为此国内外相继开展了多种新型钢种的研制，包括铁素体-奥氏体双相不锈钢和超级双相不锈钢。SAF2507超级双相不锈钢属于第三代双相不锈钢，其碳含量低，氮和钼元素含量高，耐蚀当量PREN值大于40，具有更优异的力学性能，且具有极高的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀(SCC)和均匀腐蚀性能，因此在海洋工程中具有良好的应用前景。

超级双相不锈钢作为海洋工程结构材料，焊接加工是其最常采用的加工方式。手工焊条电弧焊(SMAW)、钨极氩弧焊(GTAW)及熔化极气体保护焊(GMAW)等方法都可以应用于超级双相不锈钢的焊接。尽管超级双相不锈钢具有良好的焊接性，但是仍然会出现双相不锈钢焊接的常见问题，比如两相比例失衡以及有害相析出。在超级双相不锈钢焊接的过程中，重点在于保证两相理想比例及避免出现有害相。为了克服这些问题，国内外学者们主要围绕超级双相不锈钢的焊接工艺及配套的焊接材料开发进行了大量的实验研究。研究表明在选择合适焊接材料的前提下，通过采用合理的焊接工艺参数，严格控制线能量及层间温度，能够保证超级双相不锈钢焊接接头拥有比较合理的双相比例、良好的低温冲击韧性以及耐点蚀性能。另外，通过改进药芯焊丝外皮和药芯的化学组成成分，可保证焊缝金属中奥氏体和铁素体两相比例均衡，从而保证焊接接头的综合力学和耐腐蚀性能。