专利名称：一种焊接用不锈钢的轧制加热方法
技术领域：
本发明涉及-一种焊接用不锈钢的轧制加热方法，特别是309L不锈钢 的轧制加热方法。
背景技术：
焊接用钢为了提高焊接性，减少焊接裂纹，要求焊接时焊缝组织主要 为奥氏体，但是必须有一定量铁素体。铁素体作为钢中第二相，可以阻止 悍缝中微观裂纹的发展，从而可避免焊接裂纹。EQ309L或E309L不锈钢是 焊接材料中铁素体含量最高的钢种， 一般焊接材料中铁素体含量要求为 3-10%，而EQ309L或E309L不锈钢中铁素体含量要求为12-15%。不锈钢在 热加工温度下如果铁素体含量超过10%，由于铁素体和奥氏体变形特性不一 样，再加上钢中铁素体晶粒较大而且成树枝或网状分布，轧制时会使两相 界面所受的力超过界面结合力，轧制成钢带或盘条过程中开裂。因此， EQ309L或E309L不锈钢轧制时成材率非常低，最低时为0，最高时只有70% 左右。国内外还没有解决EQ309L或E309L不锈钢轧制开裂的相关技术报道。
发明内容
为了克服现有焊接用不锈钢的轧制加热方法在热轧时发生开裂致使成 材率低的不足，本发明提供一种明显降低热轧时开裂的焊接用不锈钢的轧 制加热方法。
本发明先找309L不锈钢特别是EQ309L不锈钢在轧制时发生开裂的原 因，经研究分析，EQ309L不锈钢在轧制时发生开裂的原因是由于不锈钢钢 水凝固组织一般比较粗大，象EQ309L不锈钢凝固时会在奥氏体基体上形成 粗大的铁素体，铁素体成树枝或网状分布，参见图l，奥氏体和铁素体两相 存在较大的应力集中，此应力超过界面结合力而造成连铸坯轧制开裂，参 见图3。
本发明的构思主要通过改变加热工艺，使第二相铁素体的数量满足要
求的基础上改变铁素体的大小和形状，很好地解决了轧制开裂问题。 钢铁的轧制一般是连铸坯或钢锭在加热炉加热一定时间，然后进行轧制，
每次轧制前只进行一次加热。而本发明的技术方案是使EQ309L或E309L不 锈钢连铸坯轧制前通过两次加热，使第二相铁素体的数量在满足焊接要求 的基础上改变铁素体的大小和形状，从而解决了轧制开裂问题。本发明的 主要特征是连铸坯两次加热的加热温度和加热时间。
本发明针对EQ309L或E309L不锈钢采用连铸坯两次加热，第一次将连 铸坯加热到1100 1150°C，加热180-220分钟，连铸坯出加热炉冷却到室 温，第二次将连铸坯加热到1200 1250°C，加热180-220分钟，连铸坯出 加热炉进行轧制。由于采用两次加热，EQ309L或E309L不锈钢钢中的铁素 体从树枝或网状分布改变为弥散状点状分布，参见图2，使奥氏体和铁素体 两相交界面减小，降低了两相之间的应力集中效应，从而改善了热塑性， 减少了轧制开裂，参见图4。
本发明涉及的EQ309L或E309L不锈钢的化学成分(重量百分数)为 C《0.03% 0<Si《1.00% 0<Mn《2.50%P《0.035%S《0.030% Cr: 22. 50% 24. 50% Ni: 12. 00% 14. 00% N《0. 10% 其余为Fe与不可避免的杂质。
本309L不锈钢的轧制加热方法包括下述依次的步骤
(一) 、第一次加热
将EQ309L或E309L不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中，将连铸坯加热 到1100。C 1150。C，加热时间为180-220分钟，EQ309L或E309L不锈钢铸 坯出加热炉后冷却到室温。
(二) 、第二次加热 冷却后的连铸坯重新放入连续式加热炉中，将连铸坯加热到1200
1250°C，加热时间为180-220分钟，出加热炉。
(三) 轧制
将出炉后的连铸钢坯送入热连轧机，根据不锈钢铸坯的形式，可轧制 钢带如厚X宽为4.0X1000mm的钢带，也可轧制成盘条如直径为4> 5. 5mm盘 条。终轧温度1000 1020°C，自然冷却到室温。
上述的不锈钢铸坯可用块料、也可用棒料。
由于本EQ309L或E309L不锈钢的轧制加热方法采用两次加热，不锈 钢中的铁素体从树枝或网状分布改变为弥散状点状分布，参见图2，使奥氏 体和铁素体两相交界面减小，降低了两相之间的应力集中效应，从而改善 了热塑性，明显减少了轧制开裂，参见图4。成材率稳定地达到90%以上， 最高达到了 96% 。
图1是现有EQ309L不锈钢的轧制加热方法加热的EQ309L不锈钢连铸 坯组织图。
图2是本EQ309L不锈钢的轧制加热方法加热的EQ309L不锈钢连铸坯 组织图。
图3是现有EQ309L不诱钢的轧制加热方法轧制的EQ309L不锈钢表面图。
图4是本EQ309L不锈钢的轧制加热方法轧制的EQ309L不锈钢表面图。
具体实施例方式
本焊接用不锈钢的轧制加热方法的具体实施方式
由下面的实施例给 出，但本发明的具体实施方式
不局限于下述的实施例。
下面的实施例主要以不锈钢焊带EQ309L和不锈钢焊条E309L说明本焊 接用不锈钢的轧制加热方法，但本焊接用不锈钢的轧制加热方法可应用于 309L —类不锈钢，用本焊接用不锈钢的轧制加热方法加热的焊接用不锈钢， 可以轧成盘条生产不锈钢焊条、不锈钢焊丝，也可以轧成钢带生产不锈钢 焊带、药芯不锈钢悍丝。 实施例一
本实施例的EQ309L不锈钢坯的化学成分(重量百分数)为 C: 0.025% Si: 0.70% Mn: 2.10%P: 0.025%S: 0.010% Cr:23. 10%Ni: 13.00% N: 0. 06% 其余为Fe与不可避免的杂质。
本EQ309L不锈钢的轧制加热方法实施例为下述依次的步骤 (一)、第一次加热将EQ309L不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中加 热，将连铸坯加热到1100°C，加热时间180分钟，EQ309L不锈钢铸坯出加 热炉后冷却到室温。
(二) 、第二次加热冷却后的EQ309L连铸坯重新放入步进式连续加
热炉中加热，将连铸坯加热到1250°C，加热时间180分钟，出加热炉轧制。
(三) 轧制将出炉后的连铸钢坯送入板材热连轧机，轧制成厚X宽 为4.0X1000画的钢带。终轧温度100(TC，自然冷却到室温。 实施例二
本实施例的EQ309L不锈钢坯的化学成分(重量百分数)为 C: 0.020% Si.. 0.75% Mn: 2.30%P: 0.020%S: 0.005% Cr : 23.20%Ni:12.80% N: 0.05% 其余为Fe与不可避免的杂质。 本EQ309L不锈钢的轧制加热方法实施例为下述依次的步骤-
(一) 、第一次加热将EQ309L不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中加 热，将连铸坯加热到U3(TC，加热时间200分钟，EQ309L不锈钢铸坯出加 热炉后冷却到室温。
(二) 、第二次加热冷却后的EQ309L连铸坯重新放入步进式连续加 热炉中，将连铸坯加热到1220°C，加热220分钟，出加热炉轧制。
(三) 轧制将出炉后的连铸钢坯送入板材热连轧机，轧制成厚X宽 为4.0X1000mm的钢带。终轧温度1000。C，自然冷却到室温。 实施例三
本实施例的EQ309L不锈钢坯的化学成分(重量百分数)为 C: 0.018% Si: 0. 75% Mn: 2.250%P: 0.017%S: 0.008% Cr : 23.250%Ni:13.50% N: 0.07% 其余为Fe与不可避免的杂质。
本EQ309L不锈钢的轧制加热方法实施例为下述依次的步骤
(一) 、第一次加热将EQ309L不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中， 将连铸坯加热到1150°C，加热180分钟，EQ309L不锈钢铸坯出加热炉后冷 却到室温。
(二) 、第二次加热冷却后的EQ309L连铸坯重新放入步进式连续加 热炉，将连铸坯加热到124(TC，加热190分钟，出加热炉轧制。
(三) 轧制将出炉后的连铸钢坯送入板材热连轧机，轧制成厚X宽 为4.0X1000mra的钢带。终轧温度100(TC，自然冷却到室温。
实施例四
本实施例的E309L不锈钢坯的化学成分(重量百分数)为 C: 0.015% Si: 0.70% Mn: 2.150%P: 0.016%S: 0.009% Cr:23. 200%Ni:13.55% N: 0. 065% 其余为Fe与不可避免的杂质。
本E309L不锈钢的轧制加热方法实施例为下述依次的步骤
(一) 、第一次加热将E309L不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中，将 连铸坯加热到1130°C，加热200分钟，E309L不锈钢铸坯出加热炉后冷却 到室温。
(二) 、第二次加热冷却后的E309L连铸坯重新放入步进式连续加热 炉，将连铸坯加热到1240°C，加热190分钟，出加热炉轧制。
(三) 轧制将出炉后的连铸钢坯送入线材热连轧机，轧制成直径为 4)5.5mm盘条。终轧温度102(TC，自然冷却到室温。
实施例五
本实施例的E309L不锈钢坯的化学成分(重量百分数)为 C: 0.020% Si: 0.65% Mn: 2.10%P: 0.018%S: 0.008% Cr : 23.30%Ni:13.60% N: 0.08%其余为Fe与不可避免的杂质。
本E309L不锈钢的轧制加热方法实施例为下述依次的步骤
(一) 、第一次加热将E309L不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中，将 连铸坯加热到1140。C，加热210分钟，E309L不锈钢铸坯出加热炉后冷却 到室温。
(二) 、第二次加热冷却后的E309L连铸坯重新放入步进式连续加热 炉，将连铸坯加热到1240°C，加热190分钟，出加热炉轧制。
(三) 轧制将出炉后的连铸钢坯送入线材热连轧机，轧制成直径为 小5. 5腿盘条。终轧温度102(TC，自然冷却到室温。
说明EQ309L不锈钢主要用途是制造压力容器堆焊用不锈钢焊带， EQ309L是美国焊接材料协会标准AWS A5.9中不锈钢焊带牌号，国内还没 有相应标准和牌号。
我国不锈钢焊接材料标准还不完整，现在只有一个标准《焊接用不锈 钢盘条》，而日本、美国不锈钢焊接材料标准比较齐全，国内焊接材料企业 一般都采用美标AWS。在AWS中一类钢种按用途不同对应不同的牌号， 如309L系列焊接用不锈钢，按不锈钢焊条、不锈钢焊丝、不锈钢焊带、药 芯不锈钢焊丝牌号分别为E309L、 ER309L、 EQ309L、 EC309L，化学成分 大体类似，部分元素实际控制范围稍有不同。而国内对应的309类只有一 个不锈钢焊条牌号HlCr24Ni13。
权利要求
1、一种焊接用不锈钢的轧制加热方法，它包括下述依次的步骤(一)、第一次加热将焊接用不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中，将连铸坯加热到1100℃～1150℃，加热时间为180-220分钟，焊接用不锈钢铸坯出加热炉后冷却到室温；(二)、第二次加热冷却后的连铸坯重新放入连续式加热炉中，将连铸坯加热到1200～1250℃，加热时间为180-220分钟，出加热炉。
全文摘要
一种焊接用不锈钢的轧制加热方法特别是309L不锈钢的轧制加热方法，它包括下述依次的步骤(一)、第一次加热将焊接用不锈钢铸坯在步进式连续加热炉中，将连铸坯加热到1100℃～1150℃，加热时间为180-220分钟，焊接用不锈钢铸坯出加热炉后冷却到室温；(二)、第二次加热冷却后的连铸坯重新放入连续式加热炉中，将连铸坯加热到1200～1250℃，加热时间为180-220分钟，出加热炉。出炉后轧制成钢带或盘条。本焊接用不锈钢的轧制加热方法在轧制时明显减少了轧制开裂，提高了成材率。
文档编号C21D8/00GK101343682SQ20081007922
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者王辉绵, 赵海泉, 郭永亮 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司