专利名称：抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种奥氏体不锈钢，尤其涉及一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢。
背景技术：
奥氏体不锈钢具有如下物理特性1、线膨胀系数大，2、良好的耐腐蚀性，3、优良的塑性，4、具有耐高温性能，5、具有良好的耐低温性。但是，热裂纹和晶间腐蚀的影响因素是该类不锈钢焊接是须首要考虑的。产生晶间腐蚀的不锈钢在受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失， 这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是Cr的质量分数必须大于1(T12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于Cr的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0. 02% 0. 03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和Cr化合，在晶间形成碳化Cr的化合物，如(CrFe)23C6等。数据表明，Cr沿晶界扩散的活化能力162 252KJ/mol，而Cr由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol，即Cr由晶粒内扩散速度比Cr沿晶界扩散速度小，内部的Cr来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化Cr所需的Cr主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含Cr量大为减少，当晶界的Cr的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫Cr区”，在腐蚀介质作用下，贫Cr区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。防止晶界腐蚀的措施有减少焊缝中的含碳量，可以减少和避免形成Cr的碳化物，从而降低形成晶界腐蚀的倾向，含碳量在0. 04%以下，称为“超低碳”不锈钢，就可以避免Cr的碳化物生成。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢解决现有技术中存在的不锈钢焊接时产生的热裂纹和晶间腐蚀问题。本发明的技术解决方案是
一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为C:不大于0. 10, Si :0. 35-1.0，Mn :1. 55-8. 0，P 刍 0. 033，S 刍 0. 018，Cr :18. 6-26. 4，Ni :8. 1-13，Ti:0. 62-1. 0，余量为 Fe。进一步改进在于，该不锈钢的合金组份质量百分比(wt%)为C:不大于0.090，Si 0. 35-0. 9, Mn :1. 55-2. 4，P ^ 0. 033, S ^ 0. 018，Cr :24. 2-26. 4，Ni :11. 2-13，Ti:0. 65-1. 0，余量为 Fe。进一步改进在于，该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为C :不大于0. 10，Si:0. 55-1. 0，Mn 5. 1-8. 0, P ^ 0. 030，S 刍 0. 015，Cr :18. 6 — 22，Ni :8. I — 10，Ti :0. 62 —0. 9,余量为Fe。
进一步改进在于，所述奥氏体不锈钢采取线能量为lOkJ/cm以下施焊，进行冷却速度为25°C /s以上冷却，多层焊的层间温度为80°C以下。优选地，所述奥氏体不锈钢采取线能量为lkj/cm施焊，进行冷却速度为30°C/s冷却，多层焊的层间温度为70 C。优选地，所述奥氏体不锈钢采取线能量为0. 8kJ/cm施焊，进行冷却速度为27°C /s冷却，多层焊的层间温度为60°C。本发明一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，加Ti，是因为Ti比Cr更易与碳结合形成稳定的碳化物的元素，当Ti的加入量大于碳的5倍，就可以是绝大部分的碳的存在于Ti的碳化物中，因而使固溶碳的质量分数降到0. 03%以下，这就能保证Cr在钢中的有效固溶浓度。由于Cr在钢中有效固溶浓度得到保证，从而改善钢的抗晶间腐蚀性能力。因此加入适 量Ti的奥氏体系不锈钢的各性能比未加入适量Ti的奥氏体系不锈钢更佳。 该种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，鉴于其物理特性，应采取小的线能量施焊，快速冷却，多层焊是要控制低的层间温度。力求焊缝含有适量的铁素体，以防止热裂纹的产生。在石油化工如加氢反应器等具体产品，对焊缝铁素体就有明确规定。一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，该不锈钢的合金组份质量百分比(wt%)为C 不大于 0. 090，Si :0. 35-0. 9，Mn :1. 55-2. 4, P ^ 0. 033，S^O. 018，Cr :24. 2-26. 4，Ni
11.2-13，Ti :0. 65-1.0，余量为Fe。该种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，可全位置焊接。焊接性极佳、送丝顺畅、电弧稳定、成型加美观、飞溅极少；熔敷金属机械性能稳定，X-Ray合格率高。主要用于焊接相同类型的不锈钢，不锈钢衬里，异种钢以及高铬钢、高锰钢等的焊接常应用于碳钢与不锈钢异材焊接或应用于韧性较差的马氏体、铁素体不锈钢焊接。应用场合如石油化工、火力电站等行业。一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为C :不大于 0. 10，Si :0. 55-1. 0，Mn :5. 1-8. 0, P ^ 0. 030，S 刍 0. 015，Cr :18. 6 — 22，Ni :8. I — 10，
Ti :0. 62 - 0. 9，余量为Fe。该种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢为纯奥氏体不锈钢焊丝，可进行全位置焊接。因添加Si，铁水流动性佳，从而成型更加美观，送丝顺畅、电弧稳定、飞溅极少；熔敷金属机械性能稳定，X-Ray合格率高。常用于核潜艇、防弹钢板等需要无磁性的特殊场合，也可用于难焊且容易开裂的异种钢材焊接。本发明的有益效果是本发明一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢加Ti，Ti比Cr更易与碳结合形成稳定的碳化物的元素，在Ti的加入量大于碳的5倍时，就可以使绝大部分的碳的存在于Ti的碳化物中，因而使固溶碳的质量分数降到0. 03%以下，这就能保证Cr在钢中的有效固溶浓度。由于Cr在钢中有效固溶浓度得到保证，从而改善钢的抗晶间腐蚀性能力。采取小线能量施焊，快速冷却，层间温度低的多层焊，以保证焊缝含有适量的铁素体，有效地防止热裂纹的产生。
图I是实施例I与对比例的晶间腐蚀电子扫描显像对比图。图2是实施例5与对比例的晶间腐蚀电子扫描显像对比图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施例。
实施例如表I所示，实施例1、2、3、4的奥氏体不锈钢组份及其质量百分比(wt%)余量为Fe，实施例1、2、3、4的奥氏体不锈钢优选采取线能量为lkj/cm施焊，进行冷却速度为300C /s冷却，其多层焊的层间温度为70°C。表I实施例1、2、3、4的奥氏体不锈钢组份及其质量百分比(wt%)
权利要求
1.一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，其特征在于该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为C :不大于 0. 10，Si 0. 35-1. 0，Mn :1. 55-8. 0, P ^ 0. 033，S^O. 018，Cr 18. 6-26. 4，Ni :8. 1-13, Ti :0. 62-1. 0，余量为 Fe。
2.如权利要求I所述的抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，其特征在于该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为C :不大于0. 090, Si 0. 35-0. 9，Mn I.55-2. 4, P ^ 0.033，S ^ 0. 018，Cr :24. 2-26. 4，Ni :11.2-13, Ti :0. 65-1. 0，余量为 Fe。
3.如权利要求I所述的抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，其特征在于该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为:C:不大于0. 10，Si :0.55-1.0, Mn :5. 1-8. 0,P^ 0. 030, S ^ 0. 015, Cr 18.6 — 22，Ni :8. I — 10, Ti :0. 62 — 0. 9，余量为 Fe。
4.如权利要求2或3所述的抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，其特征在于所述奥氏体不锈钢采取线能量为lOkJ/cm以下施焊，进行冷却速度为25°C /s以上冷却，多层焊的层间温度为80°C以下。
5.如权利要求4所述的抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，其特征在于所述奥氏体不锈钢采取线能量为lkj/cm施焊，进行冷却速度为30°C /s冷却，多层焊的层间温度为70°C。
6.如权利要求4所述的抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，其特征在于所述奥氏体不锈钢 采取线能量为0. 8kJ/cm施焊，进行冷却速度为27°C /s冷却，多层焊的层间温度为60°C。
全文摘要
本发明提供一种抗晶间腐蚀奥氏体系不锈钢，该不锈钢的组份质量百分比(wt%)为C≤0.10,Si0.35-1.0,Mn1.55-8.0,P≤0.033,S≤0.018,Cr18.6-26.4,Ni8.1-13,Ti0.62-1.0，余量为Fe；该种奥氏体系不锈钢，增加的Ti比Cr更易与碳结合形成稳定的碳化物，在Ti的加入量大于碳的5倍时，就使绝大部分碳存在于Ti的碳化物中，使固溶碳的质量分数降到0.03%以下，以保证Cr在钢中的有效固溶浓度，从而改善不锈钢的抗晶间腐蚀能力。采取小线能量施焊，快速冷却，层间温度低的多层焊，以保证焊缝含有适量的铁素体，有效地防止热裂纹的产生。
文档编号C22C38/58GK102732806SQ20121021196
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者刘庄根, 孙建平, 计建康, 邱爱华 申请人:江苏兴海特钢有限公司