超低温奥氏体不锈钢实芯焊丝制造技术

本发明专利技术针对超低温不锈钢材料要求具有良好低温韧性的特点,提出了一种不锈钢合金焊丝,可以保证焊缝金属的奥氏体组织达到99%以上，焊缝中心在77K下的冲击韧性可以达到100J左右，具有良好的低温韧性，其焊丝的合金成分为C：≤0.03%，Si：≤1.00%，Cr:18.0～26.0%，Ni：10～25%，Mo：0～5.5%，Mn：1.5～7.0%，N：0.05～0.25%，S≤0.015，P≤0.015%，RE：0～0.6%，余量为Fe。本发明专利技术可以广泛应用于超低温不锈钢压力容器和特殊结构的焊接技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到奥氏体不锈钢的焊接材料领域。
技术介绍
由于液氮和液氦的エ业应用，以及液化天然气运输所用的超低温不锈钢容器和设备的应用，对奥氏体不锈钢材料的焊接提出了很高的要求。在超低温环境中使用性能最好的就是超低碳奥氏体不锈钢，而这些材料在超低温环境中使用必须保持奥氏体组织的相对稳定，但在不锈钢焊接理论中，并不强调焊缝金属中奥氏体组织的稳定性，反而强调要増加部分铁素体的范围，反之容易导致焊接热裂纹的产生。相反，在超低温不锈钢的使用环境中，一定要保持奥氏体组织的稳定性，控制铁素体范围的扩大。而含氮的不锈钢如304LN、316LN、317LN等不锈钢具有良好的超低温韧性，本体的低温韧性虽然很好，但焊接材料的配套却并不匹配，国内现有选配的焊接材料并不理想。专利技术专利20081 0040897. 5 一种不锈钢焊丝及其焊接エ艺，主要用于马氏体和铁素体不锈钢的焊接，与本专利技术的
有很大区別。专利技术专利201110308343.0 —种高强韧性全奥氏体不锈钢焊丝，虽然强调了提高焊缝金属的韧性，但与本专利技术的
技术实现思路
和用途还是有较大的区別。本专利技术的目的，就是要开发ー种不锈钢焊缝中铁素体含量极低、韧性很好的奥氏体不锈钢焊丝，以满足高等级不锈钢焊缝在超低温状态下具有良好的组织和低温韧性。
技术实现思路
针对超低温不锈钢材料，一定要考虑焊缝金属的低温韧性，低温韧性又必须要有足够的99%以上的奥氏体组织，而想要保持奥氏体组织的稳定，必须要抑制铁素体组织的扩大，在这种情况下，不仅要提高Mn和Ni的含量，还必须要在焊缝金属中保持与母材基本一致的氮元素。氮是非常強烈地形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的形成元素，氮形成奥氏体的能力约相当于镍的30倍，此外氮元素固溶強化作用明显，可以显著提高材料的強度，而断裂韧性并不降低。在焊接过程中，会烧损20%左右，如果焊接材料中没有氮元素，或氮元素很低，也将导致焊缝金属性能的下降。所以，本专利技术的目的是以稳定并提高材料的奥氏体组织为目的，来大幅提高焊缝金属的低温韧性。综上所述，本专利技术开发的超低温焊丝的化学成分如下C :彡 0. 03%, S1:彡1. 00%, Cr: 18. 0 26. 0%, N1: 10 25%，Mo 0 5. 5%, Mn :1. 5 7. 0%, N :0. 05 0. 25%, S 彡 0. 015，P 彡 0. 015%, RE 0 0. 6%，余量为 Fe。本技术的特点是尽可能的将有害的C含量控制的更低；Si是铁素体形成元素，也应进行最小指标的控制；Cr和Ni含量尽可能都比母材闻2%以上；Mn是很有效的奥氏体形成元素，焊丝中添加的量应高于母材；N是最有效的强奥氏体形成元素；S和P作为杂质成分要控制得越低越好；添加稀土的目的是在细化晶粒的同时提高材料的韧性。技术思路是将影响间隙化合物的C进行严格控制，将影响材料韧性和塑性的S、P含量也进行严格控制，将能够稳定并扩大奥氏体组织的N1、Mn、N作为合金元素的合金含量进行增加，以达到并符合焊缝金属在超低温环境中的使用要求。因为N在焊接过程中会有少量烧损，所以在实际应用中应将N的成分规定为母材的1. 2 1. 5倍。具体实施例方式 用真空冶炼技术，冶炼出所需要的化学成分配方的棒坯料，经过固溶退火处理后，通过多次拉拔成05. Omm以下各种规格的焊丝，02. 5 5. Omm的焊丝用作埋弧焊，00. 6 1. 6mm可以用作气体保护焊，00. 6 2. Omm的焊丝可以用作手工和自动氩弧焊。实施例1，焊接304L的不锈钢焊丝成分C :≤ 0. 03%, S1: ≤0. 60%, Cr: 19. 0 22. 0%, N1:10 12%，Mo :0%，Mn :2. 0 4. 0%,N :0. 05 0. 10%, S≤ 0. 015，P ≤ 0. 015%, RE :0. 10% (加入量)，余量为 Fe。实施例2，焊接316LN的不锈钢焊丝成分C :彡≤ 0. 03%, Si .く 0. 60%, Cr:22. 0 26. 0%,N1:12 15%，Mo :2. 5 3. 5%,Mn :4. 0 6. 5%, N :0. 12 0. 18%, S ≤ 0. 015，P ≤0. 015%, RE :0. 10% (加入量)，余量为 Fe。在国际热核聚变实验堆焊接试验的项目中使用了本技术方案实施例2的焊丝，焊接性能良好，其焊缝金属完全可以满足316LN在超低温环境中使用。以下是316LN不锈钢材料，用本专利技术的技术成果焊接的技术数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“超低温奥氏体不锈钢实芯焊丝”，其特征在于，所述超低温实芯焊丝的化学成分为：?????C：≤0.03%，Si：≤1.00%，?Cr:18.0～26.0%，Ni：10～25%，Mo：0～5.5%，Mn：1.5～7.0%，N：0.05～0.25%，S≤0.015，P≤0.015%，RE：0～0.6%，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种“超低温奥氏体不锈钢实芯焊丝”，其特征在于，所述超低温实芯焊丝的化学成分为 C :≤ 0. 03%, S1:≤1. 00%, Cr: 18. 0 26. 0%, N1: 10 25%，Mo 0 5. 5%, Mn 1. 5 7. 0%, N :0. 05 0. 25%, S ≤ 0. 015，P ...

【专利技术属性】
技术研发人员：束润涛，
申请(专利权)人：武汉市润之达石化设备有限公司，束润涛，
类型：发明
国别省市：