專利名稱：用于改善雙相不銹鋼焊接組織的熱處理方法
技術領域：
本發明涉及金屬熱處理，具體而言，涉及雙相不銹鋼焊接組織的熱處理。方法。
背景技術：
雙相不銹鋼由于兩相組織的特征，兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點，與鐵素體不銹鋼比，其韌性高、脆性轉變溫度低、耐晶間腐蝕和焊接性能好。同時保留了鐵素體鋼熱導率大、膨脹系數小的優點.其屈服強度是奧氏體不銹鋼的兩倍，耐氯化物應力腐蝕斷裂能力均明顯高于300系列的奧氏體不銹鋼，耐點蝕和縫隙腐蝕的能力類似于超級奧氏體不銹鋼.優良的綜合性能使得它們被廣泛應用于海運、石化等行業，特別是氯離子環境當中。在實際應用過程中，不僅要求雙相不銹鋼母材有優良的性能，對焊接接頭性能也有著同樣的嚴格要求。雙相不銹鋼接頭的使用缺陷主要體現為脆性和耐蝕性下降，具體的原因有焊縫及熱影響區兩相比例失調、二次相析出(金屬間相、氮化物等)、α相脆化等.采用常規的熔焊方法如手工電弧焊焊接中厚板時焊縫及熱影響區焊接熱循環經歷時間較長，容易產生金屬間相使接頭脆化，耐蝕性下降，而利用激光、電子束等高能束流焊接，因焊后冷速較快，不易填充金屬，焊縫及熱影響區的α和Y (鐵素體和奧氏體)兩相比例不易控制，接頭沖擊和腐蝕性能會發生惡化。在使用過程中由于熱處理或焊接工藝不當，脆性敏感溫度范圍內，容易在鐵素體/奧氏體、鐵素體/鐵素體晶界析出α，χ和M23C6等脆性相，脆性相的存在會影響材料的力學性能，降低材料的耐蝕性。在專利申請件中，涉及不銹鋼焊接組織熱處理的有2006100289 . 9號《船用柴油機重要螺栓的熱處理方法》、20091008M59. 5號《一種厚壁管道的現場焊接及穩定化熱處理方法》、201110023909. 5號《空調機不銹鋼殼體焊接后熱處理工藝》等。迄今為止，尚無與雙相不銹鋼的焊接組織熱處理技術相關的專利申請件。

發明內容
本發明的目的在于提供一種用于改善雙相不銹鋼焊接組織的熱處理方法，控制雙相不銹鋼中鐵素體和奧氏體的體積分數，以避免脆性相析出，克服現有技術的不足。發明人提供的改善雙相不銹鋼焊接組織的熱處理方法，包括
(1)在對雙相不銹鋼焊縫及熱影響區進行熱處理工藝加熱時，在低于并接近雙相不銹鋼相變溫度附近進行電爐加熱，同時采用電脈沖加熱；
(2)加熱完成后保溫10 60min隨后分三個階段冷卻，第一階段焊接組織的溫度為850°C，冷卻速度控制在1 30°C /s,同時加以脈沖電流，；第二階段溫度下降為800°C 500°C，冷卻速度控制在5 50°C /s，且冷卻速度大于第一階段冷卻速度；第三階段溫度下降為500°C以下，冷卻速度控制>30°C /s。上述第一步中，所述電脈沖加熱速度控制在1 50°C /s,電脈沖加熱的脈沖電流按橫截面積1 60A/mm2的電流密度來確定，脈沖頻率控制在10 1000Hz。上述第二步的第一階段中，所述脈沖電流按橫截面積1 60A/mm2的電流密度來確定，脈沖頻率控制在10 IOOOHz。本發明的原理是在低于相變溫度附近對雙相不銹鋼進行電爐加熱，達到相變溫度時采用電爐加熱并用電脈沖加熱，電脈沖加熱可獲得額外的能量使材料獲得瞬時的溫度升高而獲得大小均勻的奧氏體晶粒后直接冷卻；同時由于脈沖電流的輸入，不僅使材料中的合金元素獲得了額外激活能，也使得雜質元素獲得了額外的激活能量，顯著提高合金元素擴散速度，改變了雜質元素和各種偏析在奧氏體晶界上的富集，使得晶粒尺寸和相變組織更加均勻，冷卻的相變過程中加以脈沖電流，可控制鐵素體和奧氏體的體積分數以及鐵素體的分布狀態。采用本熱處理新工藝方法對雙相不銹鋼焊縫及熱影響區進行熱處理，可以控制鐵素體的體積分數及存在形式，同時可以避免在鐵素體/奧氏體、鐵素體/鐵素體晶界析出 α, X和M23C6等脆性相析出，顯著提高雙相不銹鋼抗點蝕的能力。
具體實施例方式實施例
針對雙相不銹鋼2205普通氬弧焊所得焊縫及熱影響區所進行的熱處理，做法是在低于并接近雙相不銹鋼2205相變溫度附近進行電爐加熱的同時，采用電脈沖加熱；在相變溫度附近以上范圍內進行電爐加熱和電脈沖加熱，加熱速度控制在1°C /s 50°C /s，電脈沖加熱的脈沖電流按橫截面積1 60A/mm2的電流密度來確定，脈沖頻率控制在10 1000Hz。 加熱完成后保溫10 60min，隨后冷卻，冷卻分三個階段完成，第一階段焊接組織的溫度約為850°C，冷卻速度控制在1°C /s 30°C /s,同時加以脈沖電流，脈沖電流按橫截面積 1 60A/mm2的電流密度來確定，脈沖頻率控制在10 1000Hz ；第二階段焊接組織的溫度為800°C 500°C，冷卻速度控制在5°C /s 50°C /s,并且控制冷卻速度大于第一階段冷卻速度；第三階段焊接組織的溫度為500°C以下，控制冷卻速度>30°C /s。通過該熱處理新工藝，2205焊縫及熱影響區的組織中鐵素體和奧氏體約各占50%，接近于基體組織，且未發現析出脆性相。在進行電脈沖加熱時，其電脈沖加熱裝置可采用現有的由加熱爐及其控制系統、 脈沖信號發生器、示波儀、變壓器或調壓器以及控制系統連接組成的成品裝置。
權利要求
1.改善雙相不銹鋼焊接組織的熱處理方法，其特征包括(1)在對雙相不銹鋼焊縫及熱影響區進行熱處理工藝加熱時，在低于并接近雙相不銹鋼相變溫度附近進行電爐加熱，同時采用電脈沖加熱；(2)加熱完成后保溫10 60min隨后分三個階段冷卻，第一階段焊接組織的溫度為850°C，冷卻速度控制在1°C /s 30°C /s，同時加以脈沖電流；第二階段焊接組織的溫度下降為800°C 500°C，冷卻速度控制在5°C /s 50°C /s,且冷卻速度大于第一階段冷卻速度；第三階段焊接組織的溫度下降為500°C以下，冷卻速度控制>30°C /s。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述第一步中，所述電脈沖加熱速度控制在1°C /s 50°C /s,電脈沖加熱的脈沖電流按橫截面積1 60A/mm2的電流密度來確定，脈沖頻率控制在10 IOOOHz。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述第二步的第一階段中，所述脈沖電流按橫截面積1 60A/mm2的電流密度來確定，脈沖頻率控制在10 1000Hz。
全文摘要
本發明公開了改善雙相不銹鋼焊接組織的熱處理方法，包括(1)在對雙相不銹鋼焊縫及熱影響區進行熱處理工藝加熱時，在低于并接近雙相不銹鋼相變溫度附近進行電爐加熱，同時采用電脈沖加熱；(2)加熱完成后保溫10～60min隨后分三個階段冷卻，第一階段焊接組織的溫度為850℃，冷卻速度控制在1～30℃/s，同時加以脈沖電流；第二階段溫度下降為800℃～500℃，冷卻速度控制在5～50℃/s，且冷卻速度大于第一階段冷卻速度；第三階段溫度下降為500℃以下，冷卻速度控制>30℃/s。用本方法對雙相不銹鋼焊縫及熱影響區進行熱處理，可控制鐵素體的體積分數及存在形式，還可避免在鐵素體/奧氏體、鐵素體/鐵素體晶界析出脆性相，提高雙相不銹鋼抗點蝕的能力。
文檔編號C21D9/50GK102560065SQ201210026909
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者嚴永友, 何勇崗, 劉松林, 向嵩, 王權頂, 馬澤基 申請人:甕福(集團)有限責任公司