热处理对超低碳马氏体不锈钢焊缝熔敷金属性能的影响

天津重型装备工程研究有限公司 高 蕊 赵云志

作者简介：高蕊（1984-），女，天津大学材料加工工程专业毕业，硕士；毕业后一直在天津重型装备工程研究有限公司，从事特种焊接材料研制开发工作。

摘 要：超低碳马氏体不锈钢大型铸锻件最终回火热处理温度一般不超过600℃，因而其焊后回火热处理温度要低于600℃，一般为550~570℃，这样造成其焊接区的强度，比正常回火热处理温度下的强度、硬度偏高。在限制条件下，为了尽量降低超低碳马氏体不锈钢铸件焊接接头的焊后残余应力，改善焊接接头的综合性能，进行了焊后回火热处理试验，分析了延长回火保温时间，对超低碳马氏体不锈钢焊缝强度、硬度、冲击韧性和组织的影响。

关键词：超低碳马氏体不锈钢铸件；焊缝熔敷金属；焊后回火热处理；强度；硬度；冲击韧度

前 言

低碳马氏体不锈钢具有良好的淬透性、优良的室温和低温力学性能、腐蚀疲劳强度和动静态断裂韧性，是国内外大型水轮机铸件（上冠、下环、叶片等）广泛应用的材料。作为水轮机材料，除具有一定的耐腐蚀性能，耐磨性能以外，还需具有良好的抗空蚀性能和可焊性，因此为了提高水轮机铸件的抗气蚀性能和焊接性，现在多设计采用00Cr13Ni5Mo类型的超低碳马氏体不锈钢材料。对于超低碳马氏体不锈钢的焊接，现在发展方向是采用同材质焊接材料焊接00Cr13Ni5Mo型马氏体不锈钢。水轮机大型、重要的不锈钢铸件上冠、下环、叶片明确要求使用同材质焊接材料补焊。因此针对此种情况，研制开发了00Cr13Ni4Mo 型马氏体不锈钢焊接用本体焊条TY-Cr13Ni4L。

但超低碳马氏体不锈钢是可调质类型钢，经调质后其强韧性较好，而焊缝熔敷金属组织为铸态板条马氏体, 由于回火条件的限制，其强度、硬度偏高，冲击韧性偏低。为消除焊后残余应力，提高焊缝熔敷金属的韧性，希望焊后回火温度尽量高些。因此，为了找到兼顾母材和焊缝性能的最佳焊后回火工艺参数，使焊接接头具有良好的综合性能，对超低碳马氏体焊缝熔敷金属进行了不同回火参数下的回火热处理试验研究。

2 试验材料和方法

2.1 试验材料

焊条TYCr13Ni4L，是专门研制用于ZG00Cr13Ni4Mo超低碳马氏体不锈钢铸件补焊