一种奥氏体不锈钢堆焊层结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，由内到外依次包括基层，过渡层E309L，及复层E347L，所述过渡层E309L及复层E347L为铬的含量在12％以上的铁基合金。本实用新型在原来的只堆焊一层奥氏体不锈钢的结构形式之上，增加了一层过渡层E309L，堆焊过渡层时，焊丝选用E309L,由于采用309型堆焊材料，被低合金的母材稀释以后，堆焊层的组织成分变为19-9或者是18-8，组织为奥氏体和铁素体，避免淬硬组织产生，使焊缝金属有较好的力学性能和耐腐蚀性能。
【专利说明】一种奥氏体不锈钢堆焊层结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及奥氏体不锈钢【技术领域】，特别涉及一种奥氏体不锈钢堆焊层结构。
【背景技术】
[0002]众所周知，奥氏体不锈钢是一种具有良好塑韧性、耐蚀性、工艺性的一种十分优良的材料，并且无磁性，应用领域十分广泛，包括能源、化工、生物、航天等。近些年来，奥氏体不锈钢随着工业的发展已经逐步成为钢中的佼佼者，无论是生产的总量，还是使用的总量都能达到不锈钢总量的70 %之高。但是由于它的成本较高，在实际应用过程中，为了节约成本，提高经济效益，时常碰到将奥氏体不锈钢与其他低合金钢等异种钢的焊接问题，这样可以降低成本。然而由于这两种钢材在化学性能、物理性能方面差异很大，会加大焊接的困难，并且容易在焊接接头处产生很多的缺陷，如气孔、裂纹，使得接头性能大大下降。
实用新型内容
[0003]为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，在原来的只堆焊一层奥氏体不锈钢的结构形式之上，增加了一层过渡层，堆焊过渡层时，焊丝选用E309L，由于采用309型堆焊材料，低合金的母材稀释以后，堆焊层的组织成分变为19-9或者是18-8，组织为奥氏体和铁素体，避免淬硬组织产生，使焊缝金属有较好的力学性能和耐腐蚀性能。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0005]一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，由内到外依次包括基层，过渡层E309L，及复层E347L，所述过渡层E309L及复层E347L为铬的含量在12%以上的铁基合金。
[0006]进一步的，所述堆焊层结构中，过渡层E309L的厚度为2_6mm。
[0007]相对于现有技术，本实用新型的有益效果为:本实用新型一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，在原来的只堆焊一层奥氏体不锈钢的结构形式之上，增加了一层过渡层，堆焊过渡层时，焊丝选用E309L，由于采用309型堆焊材料，低合金的母材稀释以后，堆焊层的组织成分变为19-9或者是18-8，组织为奥氏体和铁素体，避免淬硬组织产生，使焊缝金属有较好的力学性能和耐腐蚀性能。相对于现有技术的两种钢材在化学性能、物理性能方面因差异很大，而加大焊接的困难，并且容易在焊接接头处产生很多的缺陷，如气孔、裂纹，使得接头性能大大下降等问题。本发明使过渡层靠近基层侧的金相组织的显微组织为奥氏体加少量铁素体，其中黑色断断续续的骨架状为铁素体，灰白色的基体是奥氏体。我们所用的不锈钢都是铬的含量在12%以上的铁基合金，在一般的情况下这样的合金在高温状态为面心立方的奥氏体组织，一旦温度降到了常温就变成了体心立方的铁素体，也可能是马氏体。而现在所用过渡层焊丝中添加了奥氏体形成元素，而且含量在7%以上，这样就可以使高温状态下奥氏体组织在温度降到常温后能保留下来并处于稳定的状态，就可以在常温组织中得到:奥氏体+铁素体。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的结构示意图。
[0009]图2为本实用新型的过渡层金相组织显微图。
[0010]其中，1-基层，2-过渡层E309L，3-复层E347L。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型方案做进一步详细描述。
[0012]如图1所示，一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，由内到外依次包括1-基层，2-过渡层E309L及3-复层E347L，所述过渡层2-E309L及复层3-E347L为铬的含量在12%以上的铁基合金。
[0013]进一步的，所述堆焊层结构中，过渡层2-E309L的厚度为2_6mm。
[0014]本实用新型的结构原理为:采用熔化极氩弧焊在低合金钢基材上堆焊奥氏体不锈钢E347L，且在其两者间堆焊过渡层E309L(厚度在2_6mm)。
[0015]堆焊的过程如下:
[0016]①堆焊实验所用的钢板在堆焊之前先用电动砂轮机将其表面打磨出来金属光泽，保证整洁、无油污、无杂质。
[0017]②使用氧-乙炔火焰将母材预热至100°C，预热的目的就是为了减少焊接过程中因温度差所产生的应力和减少焊缝中产生淬硬组织，同时也能防止焊缝中产生裂纹。之后，先用E309L堆焊过渡层，再采用E347L垂直施焊第二层，以此类推，堆焊第三层，保证总共的堆焊层厚度为12mm。每焊完一层注意要彻底清除上一次堆焊所留下的焊渣，并且保证层间温度应低于60°C。
[0018]③对实验钢板进行热处理过程，加热至680°C，保温三个小时，在400°C以下取出空冷。
[0019]一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，在原来的只堆焊一层奥氏体不锈钢的结构形式之上，增加了一层过渡层，堆焊过渡层时，焊丝选用E309L，由于采用309型堆焊材料，低合金的母材稀释以后，堆焊层的组织成分变为19-9或者是18-8，组织为奥氏体和铁素体，避免淬硬组织产生，使焊缝金属有较好的力学性能和耐腐蚀性能。图2是过渡层靠近基层侧的金相组织，显微组织为奥氏体加少量铁素体，其中黑色断断续续的骨架状为铁素体，灰白色的基体是奥氏体。我们所用的不锈钢都是铬的含量在12%以上的铁基合金，在一般的情况下这样的合金在高温状态为面心立方的奥氏体组织，一旦温度降到了常温就变成了体心立方的铁素体，也可能是马氏体。而现在所用过渡层焊丝中添加了奥氏体形成元素，而且含量在7%以上，这样就可以使高温状态下奥氏体组织在温度降到常温后能保留下来并处于稳定的状态，就可以得到图2中的常温组织:奥氏体+铁素体。
[0020]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种奥氏体不锈钢堆焊层结构，其特征在于，由内到外依次包括基层，过渡层E309L，及复层E347L，所述过渡层E309L及复层E347L为含铬的铁基合金，所述堆焊层结构中，过渡层E309L的厚度为2-6mm。
【文档编号】C22C38/18GK204196375SQ201420492587
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】委福祥, 于跟喜, 蒋佳强, 李祥 申请人:中国矿业大学