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制造技术

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。本发明专利技术属于焊接材料制备技术领域。本发明专利技术为解决现有铁素体

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术属于焊接材料制备
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决现有铁素体
‑
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。
[0005]本专利技术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。
[0006]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。
[0007]本专利技术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：
[0008]步骤1：对不锈钢外皮进行酸洗；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]进一步限定，步骤1中酸洗的溶液为30vol％H2SO4+17vol％HNO3+4.5vol％HF的水溶液。
[0012]进一步限定，步骤2中烘干的温度为100
‑
150℃，时间为0.5
‑
1h。
[0013]本专利技术的目的之三在于提供一种与上述药芯焊带配套使用的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧焊剂，所述焊剂按质量分数组成为铝钒土：20
‑
25％、粘土：5
‑
10％、锆英砂：10
‑
15％、镁砂：10
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15％、萤石：25
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30％、合金剂：1.5
‑
2％、余量氧化铬绿。
[0014]进一步限定，合金剂为W
‑
Nb
‑
Al
‑
Re
‑
La合金，其中W：0.3
‑
0.4％、Nb：0.3
‑
0.4％、Al：0.3
‑
0.4％、Re：0.3
‑
0.4％、La：0.3
‑
0.4％。
[0015]本专利技术的目的之四在于提供一种上述高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧焊剂的制备方法，所述方法按以下步骤进行：
[0016]将各原料初筛后进行搅拌混合，低温烘干后添加水玻璃继续搅拌混合，再将湿料进行造粒，所得焊剂颗粒烘干后进行烧结，得到高锰低镍型双相不锈钢埋弧焊剂。
[0017]进一步限定，低温烘干的温度为150
‑
200℃，时间为30
‑
40min。
[0018]进一步限定，烧结温度为700
‑
800℃。
[0019]本专利技术的目的之五在于提供上述高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带与焊剂配套使用进行带极埋弧堆焊的应用，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。
[0020]本专利技术相比于现有技术的优点：
[0021]本专利技术通过综合调控焊带
‑
焊剂合金元素含量，与此同时，通过焊带
‑
焊剂协同调控保证焊缝成形良好，获得平滑无微裂纹的焊缝表面消除焊缝表面裂纹源；此外，通过增加双相不锈钢表面钝化膜的厚度、均匀性、强度等方式强化表面钝化膜，防止双相不锈钢表层防护膜被破坏；并通过细化晶粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带，其特征在于，它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。2.根据权利要求1所述的一种高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带，其特征在于，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。3.权利要求1或2所述的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧药芯焊带的制备方法，其特征在于，该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。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1中酸洗的溶液为30vol％H2SO4+17vol％HNO3+4.5vol％HF的水溶液。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中烘干的温度为100
‑
150℃，时间为0.5
‑
1h。6.与权利要求1或2所述的药芯焊带配套使用的高耐应力腐蚀双相不锈钢埋弧焊剂，其特征在于，它按质量分数组成为铝钒土：20

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锴，武鹏博，郭枭，冯伟，霍树斌，陈绍维，陈波，吴汉民，马一鸣，孙徕博，魏超，方乃文，
申请(专利权)人：中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：