专利名称：：一种超高强度不锈钢焊接材料及其应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及焊接领域，具体地说，本发明涉及一种超高强度不锈钢悍接材料。技术背景随着高强减重结构设计的要求，超高等级的不锈钢产品得到广泛的应用，目前通常采用奥氏体不锈钢焊接材料如ER308/309焊丝对不锈钢产品进行焊接。但是，当材料的抗拉强度超过700MPa时，这些焊接材料将不能满足结构要求，随着强度等级的提高，会给焊接带来很大的困难，通常需要进行预热和焊后热处理以避免裂纹产生。另外，马氏体类不锈钢以及部分铁素体不锈钢长期以来使用奥氏体焊接材料进行焊接，常导致电偶腐蚀。因此，当母材不是奥氏体组织材料时，为了防止电偶腐蚀的发生且具有更好的强度匹配和抗电偶腐蚀能力，应当避免奥氏体材料的应用。因此，本发明的目的在于提供一种超高强度不锈钢焊接材料，这种焊接材料具有较高的熔敷金属抗拉强度。本发明的另一个目的在于提供该焊接材料在马氏体不锈钢或铁素体不锈钢焊接中的应用。
发明内容本发明提供一种焊接材料，其特征在于，包含以下质量百分比的组成成分C:《0.03%Mn:0.4%1.2%Si:0.5%1.0%Cr:13%15%Ti:0.3%0.6%Ni:5%6%S:《0.015%P:《0.02%其余为铁和不可避免的杂质。所述焊接材料可为盘条，或为焊丝。本发明采用Fe-Cr-Ni合金系统，在严格控制S、P元素含量的基础上，适当加入少量的Ti元素。各组分作用如下C:本发明中保持超低C含量的水平，因为适量的C是熔敷金属具有一定强度的保证，但若含量太高，不但容易和Cr等碳化物形成元素形成碳化物，产生贫铬区，降低熔敷金属的耐腐蚀性能，同时延伸性能也会受到一定的影响，而且，过高的C含量在焊接过程中也会产生热裂的倾向。Cr:Cr是使熔敷金属具有一定耐腐蚀性能的保证，为此必须具有合适的Cr含量，确保形成钝化膜，增强抗腐蚀性能，Cr含量过低或过高，均不能达到熔敷金属的强度和塑性性能的要求。Mn:适量的Mn也是熔敷金属具有一定强度的保证，同时Mn还具有在熔池过程中脱硫和脱氧的作用。Si:适量的Si—方面有助于改善熔池阶段熔池的流动性，另一方面也有助于与氧结合形成夹渣物上浮，从而降低熔池中氧的含量。Ti:适量的Ti和C匹配形成的Ti(C、N)是能够稳定存在于液体中的颗粒，利用这些析出相的异质形核作用增加固相晶粒的核心，可以提高固相形核核心的数量，抑制晶粒的长大。细晶强化是目前所有强化方法中唯一一种对延伸等塑性性能有益的方法。本发明焊接材料的超高强度和延伸性能就是得益于细晶韧化和组织强化。本发明盘条、焊丝的生产工艺模铸坯一锻造一方坯一加热一热轧一盘条(4>5.56.5mm)—加热一酸洗一拉拔—焊丝((J)0.81.6mra)。本发明进一步提供所述焊接材料在马氏体不锈钢或铁素体不锈钢焊接中的应用。所述焊接材料使用熔化极气体保焊，热输入为0.40.6KJ/rmn。其中焊接电流优选210230A，焊接电压优选2324V，焊接速度优选400500mm/min，层间温度优选小于100°C。本发明的有益效果为1、本发明的焊接材料具有超高抗拉强度和优良延伸性能，显著优于同类标准焊接材料的性能。2、本发明的焊接材料可以广泛地应用在马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等钢种的焊接中，替代通常采用的奥氏体焊接材料，降低生产使用成本，能够快速完成接头焊接而不会产生裂纹。图1表示本发明焊接材料的金相组织。具体实施方式以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。本发明实施例列举了具有如下成分的焊接材料(表3)。采用GMAW方法测得本发明焊接材料的力学性能(表4)。本发明与现有标准(GB/T983-1995)所列力学性能的对比见表5。表3实施例成分序号CSiMnPSCrNiTi10.0270.691.210.0140.00613,045.900.620.0260.701.190.0130.00813.365.600.3030.0260.721.240.0080.00613.035.900.3240.0160.660.780.0150.00715.085.010.475表4熔敷金属的力学性能序号抗拉强度MPa屈服强度MPa延伸率%<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表5本发明与已有标准(GB/T983-1995)所列力学性能的对比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>采用本发明实施例中的焊接材料对00Crl2Ni铁素体不锈钢(厚度为6mm)进行GMAW焊接，得到的焊接接头强度为610MPa、605MPa，断于母材。弯曲试验(正、反，d=3a，180°)，合格，无裂纹。试验结果表明，同已有标准相比，本发明焊接材料的各种性能均大大高于现有炸接材料的标准要求，不但具有较高的焊缝金属延伸，而且其强度也达到超高强度的范围。本发明焊接材料可以应用于马氏体类不锈钢和铁素体不锈钢焊接的熔化极气体保护焊(GMAW)中。主要应用前景包括以下行业锅炉压力容器、建筑结构、工程装饰、食品卫生等。权利要求1、一种焊接材料，其特征在于，包含以下质量百分比的组成成分C≤0.03％Mn0.4％～1.2％Si0.5％～1.0％Cr13％～15％Ti0.3％～0.6％Ni5％～6％S≤0.015％P≤0.02％其余为铁和不可避免的杂质。2、如权利要求1所述的焊接材料，所述焊接材料为盘条。3、如权利要求l所述的焊接材料，所述焊接材料为焊丝。4、权利要求1所述焊接材料在马氏体不锈钢或铁素体不锈钢焊接中的应用。全文摘要本发明提供一种超高强度不锈钢焊接材料。该焊接材料包含以下质量百分比的组成成分C≤0.03％，Mn0.4％～1.2％，Si0.5％～1.0％，Cr13％～15％，Ti0.3％～0.6％，Ni5％～6％，S≤0.015％，P≤0.02％，其余为铁和不可避免的杂质。所述焊接材料具有较高的熔敷金属抗拉强度。本发明还提供该焊接材料在马氏体不锈钢或铁素体不锈钢焊接中的应用，使用这种焊接材料能够快速完成接头焊接而不会产生裂纹。文档编号B23K35/22GK101565799SQ20081003641公开日2009年10月28日申请日期2008年4月22日优先权日2008年4月22日发明者朱双春,王宝森,轲许申请人:宝山钢铁股份有限公司