新型低碳马氏体不锈钢焊丝00Cr13Ni5Mo,在制造过程中除加入大量的合金元素Cr提高电极电位外,还添加了一定量的Ni和Mo用以改善焊缝组织性能。该焊丝由于含碳量小于0.03%,成为一种高强、高韧的马氏体焊丝,具有良好的耐磨性和耐蚀性能,主要用来焊接各种不锈钢板材。目前,这种焊丝的应用虽还不广泛,但随着不锈钢的广泛应用以及该焊丝的优异性能,它将会得到进一步推广。本文应用该焊丝对1Cr13不锈钢进行焊接实验,通过对其焊缝区、热影响区、母材区等区域的组织进行分析,同时结合力学性能对该焊丝进行了研究,以此为马氏体不锈钢焊丝的应用提供参考。
焊材为退火态00Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢焊丝。为方便力学性能试验,焊接试样采用1Cr13不锈钢丝(退火态)。00Cr13Ni5Mo焊丝及1Cr13钢丝的化学成分见表1。
表1 00Cr13Ni5Mo焊丝与1Cr13钢丝的化学成分(质量分数,%)
材料 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Mo |
S |
P |
00Cr13Ni5Mo |
0.03 |
0.07 |
0.68 |
13.17 |
5.15 |
0.71 |
≤0.035 |
≤0.035 |
1Cr13 |
0.15 |
0.88 |
0.70 |
13.23 |
0.45 |
- |
≤0.035 |
≤0.035 |
焊接采用两种方法:①将00Cr13Ni5Mo不锈钢焊丝和1Cr13钢丝对焊在一起;②用00Cr13Ni5Mo不锈钢焊丝把1Cr13不锈钢丝对焊在一起,以此模拟1Cr13同种钢焊接,从而检验00Cr13Ni5Mo不锈钢焊丝对1Cr13不锈钢材料的可焊接性能。用与上述焊接相同的焊接设备(TIG-135A逆变直流氩弧焊机)和焊接参数将00Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢焊丝、1Cr13不锈钢丝端部烧熔,研究熔区及热影响区的组织,用以对比焊接区域的组织。
用00Cr13Ni5Mo焊丝焊接1Cr13马氏体不锈钢材料,焊接性能好。焊缝处细柱状晶组织排列整齐,残余奥氏体均匀交替分布,同时基体上弥散分布碳化物和合金化合物质点,晶粒度6级。焊缝组织均匀,相结构分布合理,强度高。焊缝区的硬度同焊丝硬度值更接近,焊缝熔化过程引起碳损失,焊丝在填充金属中占主导作用。1Cr13马氏体不锈钢热影响区的硬度比焊缝处明显提高,组织为淬火板条马氏体。