[发明专利]900MPa级无磁耐氯离子腐蚀不锈钢焊丝及制备方法

说明书

900MPa级无磁耐氯离子腐蚀不锈钢焊丝及制备方法，属于冶金技术领域。所述焊丝化学成分及质量含量为C≤0.02%，Si：0.40～0.50%，Mn：13～17%，Cr：18～23%，Ni≤0.3%，Mo：4.5～6.5%，N：0.55～0.75%，Cu：0.20～0.40%，La：0.02～0.06%，Mg：0.03～0.06%，P≤100ppm，S≤100ppm，余量为铁和不可避免的杂质；其制备方法包括非真空感应炉冶炼、电渣重熔、锻造、轧制、固溶+酸洗、拉拔工序。本发明焊丝焊后熔敷金属具有无磁特性，抗拉强度达到900MPa以上，在6%的FeClsubgt;3/subgt;盐酸溶液中腐蚀速率＜0.2g/msupgt;2/supgt;*h。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及900MPa级无磁耐氯离子腐蚀不锈钢焊丝及制备方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有无磁性及良好的塑韧性，但强度较低，无法通过相变使之强化，仅能通过冷加工提高强度。而一些特殊环境使用如石油、化工等领域，部分连接件或压力容器要求需要满足无磁、高强、耐氯离子腐蚀的要求，因此对于焊接部分，提出了高强、耐氯离子腐蚀的要求，要求材料焊接部位抗拉强度高达850-900MPa以上，因此对相关焊材提出了更高的要求。而常规的奥氏体不锈钢焊丝不能满足，马氏体不锈钢和双相不锈钢在一定条件下可以达到高强度要求，但是无法满足无磁的要求，只能使用昂贵的镍基合金和部分超级奥氏体不锈钢焊丝，严重增加了运行成本。同时，高强度焊丝的拉拔工艺也是限制其发展的重要环节，高强度的焊丝普遍具有极高的加工硬化特性，大变形量的拉拔加工，使得丝材强度急速上升。

申请号201110308343.0“一种高强韧全奥氏体不锈钢焊丝”中加入高铬、高镍（21-25%），具有常温焊接的优点，同时强度也有一定提升，但是该焊丝焊后熔敷金属的抗拉强度只能达到670-750MPa，无法满足更高强度要求的焊接条件。申请号201410357157.X“一种超高强度的全奥氏体不锈钢焊丝”中，通过加入大量碳，提高焊丝强度，但是该材料熔敷金属的强度只能达到750MPa，同时大量碳元素，容易诱发材料的晶尖腐蚀，恶化材料的耐蚀性能，不利于材料在海水环境等腐蚀环境的使用。申请号200810228857.3“一种800MPa级高强度高韧性气体保护焊丝”可以焊接抗拉强度为800MPa的母材，但是该焊丝熔金属需经调质处理，抗拉强度才能提升，且只能达到800MPa。申请号201210441665.7“一种超高强度全奥氏体不锈钢焊丝”利用氮元素及高铬、高镍，提高强度，熔敷金属抗拉强度可达790MPa，且熔敷金属组织为奥氏体。申请号201911202217.X“一种低镍含氮奥氏体不锈钢焊丝及其制备方法”制备出焊接稳定，气孔少且焊接工艺性好的焊丝，但焊后强度只能达到820MPa。申请号201610185815.0“一种高氮奥氏体不锈钢专用焊丝”设计一种适用于氮含量在0.3-0.6%的高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn16N的焊接，可以解决高氮奥氏体不锈钢焊接时氮的损失问题，但该焊材焊后的熔敷金属强度只能达到780MPa，无法满足要求。申请号201510993265.0“一种高氮钢焊丝及其制造工艺”制备出一种高强度、高韧性的焊丝，但是熔敷金属的抗拉强度只能达到750MPa级别，无法满足高强度要求。申请号201110308343.0“一种高强韧性全奥氏体不锈钢焊丝”制备出一种高强韧性的全奥氏体不锈钢焊丝，该焊丝可以实现0℃以上不预热焊接，简化了焊接工艺，同时该焊丝熔敷金属最高强度可达715MPa，但是仍然无法满足900MPa级别的高强度要求。同时满足高强度、无磁、耐氯离子腐蚀的焊接材料并不常见，满足要求的低成本不锈钢焊丝更加难寻，因此亟待开发一种高强度无磁耐氯离子腐蚀的不锈钢焊丝，突破这一现状。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供900MPa级无磁耐氯离子腐蚀不锈钢焊丝及制备方法，所得焊丝可用于焊接在氯离子环境中使用且基体强度＞900MPa的奥氏体材料，且焊后熔敷金属具有无磁特性，抗拉强度达到900MPa以上，在6%的FeCl₃盐酸溶液中腐蚀速率＜0.2g/m²*h。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：