[发明专利]一种配套使用的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带和焊剂及其制备和应用

说明书

一种配套使用的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带和焊剂及其制备和应用。本发明属于焊接材料制备技术领域。本发明为解决现有铁素体‑奥氏体双相不锈钢在带极埋弧堆焊过程中堆焊熔敷金属耐应力腐蚀性差的技术问题。采用本发明配套使用的焊带和焊剂进行带极埋弧堆焊，焊后的堆焊层熔敷金属化学成分及质量分数为：C:0.15‑0.25％、N:0.30‑0.50％、Cr:26.0‑27.0％、Ni:4.0‑5.0％、Mo:3.5‑4.0％、Mn:2.45‑2.55％、Cu:1.4‑1.5％、Si:0.95‑1.05％、W:0.9‑1.1％、Nb:0.2‑0.3％、Al:0.3‑0.5％、Re:0.25‑0.35％、La:0.05‑0.10％、S≤0.02％、P≤0.03％、余量为Fe。

技术领域

本发明属于焊接材料制备技术领域，具体涉及一种配套使用的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带和焊剂及其制备和应用。

背景技术

双相不锈钢是我国钢铁工业发展的“关键特钢品种”，双相不锈钢含有铁素体和奥氏体双相组织，使其具有奥氏体不锈钢的优良韧性，还具有铁素体的高强度和耐氯离子腐蚀性能。近年来，在海洋结构、石油化工、淡水净化等领域得到越来越广泛的应用。为降低成本、提高生产效率常采用带极埋弧堆焊对加氢反应器、换热器管板内部进行表面双相不锈钢熔敷堆焊，以增加设备耐腐蚀性。

虽然双相不锈钢含有铁素体和奥氏体双相组织，具有良好的机械和耐腐蚀性能。但由于带极埋弧堆焊热输入大，导致堆焊层金属内应力加大，双相不锈钢堆焊层在复杂的腐蚀环境和拉应力共同作用下，会出现应力腐蚀开裂的现象，由于应力腐蚀通常难以被发现，从而导致灾难性的事故，造成严重的经济损失。双相不锈钢应力腐蚀机理主要是有以下4个方面：(1)电化学阳极溶解理论：微裂纹尖端阳极快速熔化，在应力的加持下阳极溶解速度加快，从而导致金属分离；(2)氢脆机制：氢致裂纹容易沿双相不锈钢相界面产生，从而在应力的加持下阳极溶解速度加快，从而导致金属分离；(3)膜破裂理论：双相不锈钢表层防护膜被破坏，基体金属裸露接触腐蚀介质被腐蚀溶解；(4)基体低强理论：当双相不锈钢表层防护膜被破坏成为裂纹源，但基体强度低不能有效阻止裂纹继续扩展，从而导致堆焊层瞬间断裂。因此，开发一种高耐应力腐蚀的双相不锈钢焊带-焊丝，减少应力腐蚀开裂事故的发生，保证生产的安全极为重要。

发明内容

本发明为解决现有铁素体-奥氏体双相不锈钢在带极埋弧堆焊过程中堆焊熔敷金属耐应力腐蚀性差的技术问题，而提供了一种配套使用的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带和焊剂及其制备和应用。

本发明的目的之一在于提供一种高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带，所述药芯焊带由不锈钢外皮和药心粉组成，药心粉成分及质量百分含量为：氮化铬铁：0.70-1.0％、铬粉：26-27％、镍粉：4.5-5.5％、钼粉：3.7-4.2％、锰粉：2.55-2.65％、铜粉:1.45-1.55％、硅铁粉：1.1-1.2％、钨粉：1.0-1.15％、铌粉：0.25-0.35％、铝粉：0.35-0.55％、稀土铼粉：0.35-0.40％、稀土镧粉：0.1-0.15％、余量为铁粉。

进一步限定，不锈钢外皮为S32750双相不锈钢带，厚度为0.5-0.6mm，其元素组成及其质量百分含量为Cr：24.0-26.0％、Ni：6.0-8.0％、Mo：3.0-5.0％、Mn≤1.2％、C≤0.03％、Si≤0.8％、Cu≤0.50％、N：0.24-0.32％、S≤0.02％、P≤0.035％、余量为Fe。

本发明的目的之二在于提供一种上述高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带的制备方法，所述方法按以下步骤进行：

步骤1：对不锈钢外皮进行酸洗；

步骤2：将药芯焊带原料粉在氩气保护下混合1-2h，然后烘干，得到药心粉；

步骤3：将酸洗后不锈钢外皮弯折成形，然后填充药心粉，接着进行轧制，得到高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带。