本發(fā)明涉及一種鋼材的焊接及熱處理方法，具體是一種適用于針對18％ni型馬氏體時(shí)效鋼的焊接及熱處理方法，屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)：

　　熔焊時(shí)在高溫?zé)嵩吹淖饔孟拢拷缚p兩側(cè)的一定范圍內(nèi)發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域稱為熱影響區(qū)。焊接接頭主要是由焊縫和熱影區(qū)兩大部分組成，其間存在一個(gè)過渡區(qū)，稱為熔合區(qū)。因此要保證焊接接頭的質(zhì)量，就必須使焊縫和熱影響區(qū)的組織與性能同時(shí)都達(dá)到要求。熱影響區(qū)中的過熱區(qū)的溫度在固相線至1100℃之間、寬度約1～3mm，焊接時(shí)該區(qū)域內(nèi)奧氏體晶粒嚴(yán)重長大，冷卻后得到晶粒粗大的過熱組織，塑性和韌度明顯下降，過熱區(qū)存在的問題已成為焊接接頭的薄弱地帶。

　　馬氏體時(shí)效鋼(即超低碳馬氏體時(shí)效硬化型超高強(qiáng)度鋼)的基體為超低碳的鐵鎳或鐵鎳鈷馬氏體，其特點(diǎn)是：馬氏體形成時(shí)不需要快冷，可變溫及等溫形成；具有體心立方結(jié)構(gòu)；硬度約為hrc20，塑性很好；再加熱時(shí)不出現(xiàn)像在低碳馬氏體中發(fā)生的回火現(xiàn)象，并有很大的逆轉(zhuǎn)變溫度遲滯，因而可以在較高溫度進(jìn)行馬氏體基體內(nèi)的時(shí)效硬化。這種鋼是通過金屬間化合物的析出使鋼強(qiáng)化，然而由于強(qiáng)度較大，如何解決在焊接時(shí)焊接接頭過熱區(qū)的塑性和韌度明顯下降的問題，一直是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的問題。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　針對上述問題，本發(fā)明提供一種馬氏體時(shí)效鋼的焊接及熱處理方法，具體針對18％ni型馬氏體時(shí)效鋼，能夠?qū)崿F(xiàn)提高18％ni型馬氏體時(shí)效鋼焊接接頭過熱區(qū)的抗拉強(qiáng)度。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本馬氏體時(shí)效鋼的焊接及熱處理方法具體針對18％ni型馬氏體時(shí)效鋼，具體包括以下步驟：

　　步驟一，試件焊接：將兩塊18％ni型馬氏體時(shí)效鋼鋼板加工后去除表面灰塵及油污，根據(jù)等強(qiáng)度匹配原則選取焊絲；焊接參數(shù)的范圍為焊接電流60a～110a、焊接電壓12.4v～14.4v、焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，對母材進(jìn)行施焊；

　　步驟二，焊后退火處理：進(jìn)行退火處理，退火處理溫度為750℃～850℃，保溫時(shí)間為200min～300min。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，步驟一中焊接電流為范圍為80a～95a，焊接速度為1.96mm/s～2.5mm/s。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，步驟二中退火溫度與保溫時(shí)間分別為800℃～858℃與280min～286min。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，步驟一中兩塊18％ni型馬氏體時(shí)效鋼鋼板加工坡口類型為i型。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，步驟一中選取的焊絲型號(hào)為er70s-6。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本馬氏體時(shí)效鋼的焊接及熱處理方法通過設(shè)置合理的焊接電流和焊接速度可獲得較小尺寸的晶粒，通過設(shè)置合理的退火溫度和保溫時(shí)間實(shí)現(xiàn)18％ni型馬氏體時(shí)效鋼焊接試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率均可以得到提高，而過熱區(qū)的硬度僅僅下降少許，因此可以在對過熱區(qū)的性能影響較小的前提下實(shí)現(xiàn)18％ni型馬氏體時(shí)效鋼焊接試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率均可以得到提高。

　　具體實(shí)施方式

　　下面以上海寶鋼集團(tuán)生產(chǎn)的18％ni型馬氏體時(shí)效鋼鋼板為例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

　　首先將兩塊鋼板加工成合適尺寸，去除表面灰塵及油污，坡口類型為i型，根據(jù)等強(qiáng)度匹配的原則選取焊絲，型號(hào)為er70s-6；焊接參數(shù)的范圍分別為：焊接電流60a～110a，焊接電壓12.4v～14.4v，焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，對母材進(jìn)行施焊；焊后將試樣焊縫處磨平，沿垂直于焊縫方向取過熱區(qū)試樣。

　　然后將過熱區(qū)試樣使用600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨后使用2.5μm的金剛石拋光劑進(jìn)行拋光處理，使用體積分?jǐn)?shù)為5％的硝酸酒精溶液對其進(jìn)行腐蝕，在光學(xué)金相顯微鏡下觀察金相組織，選擇晶粒尺寸最小的試樣作為退火試樣。

　　然后以退火試樣對應(yīng)的焊接參數(shù)再次施焊、取樣后進(jìn)行退火處理，退火處理溫度為750℃～850℃，保溫時(shí)間為200min～300min。

　　最后利用拉伸試驗(yàn)機(jī)對經(jīng)熱處理后試樣的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行檢測統(tǒng)計(jì)。

　　實(shí)施例1

　　當(dāng)焊接電流為范圍為80a～95a，焊接速度為1.96mm/s～2.5mm/s時(shí)，試樣的晶粒尺寸較小，其范圍為42.89μm～66.46μm。當(dāng)電流為85a，焊接速度為1.96mm/s時(shí)，可獲得最小尺寸的晶粒，即42.89μm，此時(shí)，試樣的抗拉強(qiáng)度為675.83mpa，延伸率為3.86％，過熱區(qū)硬度為63hra。

　　實(shí)施例2

　　當(dāng)退火溫度與保溫時(shí)間分別于800℃～858℃與280min～286min時(shí)，試樣的抗拉強(qiáng)度有所提升，其范圍在740.80mpa～754.3mpa，見下表1，當(dāng)退火溫度與保溫時(shí)間分別為846℃與286min時(shí)，試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值，最大值為754.3mpa，此時(shí)，延伸率為8.18％，過熱區(qū)硬度為60.18hra，此時(shí)試件抗拉強(qiáng)度較未退火而言提升了11.7％、延伸率提升了52.81％，而過熱區(qū)硬度僅下降3hra，對于過熱區(qū)性能來說影響不大。

　　表1力學(xué)性能對應(yīng)退火參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

　　技術(shù)特征：

　　技術(shù)總結(jié)

　　本發(fā)明公開了一種馬氏體時(shí)效鋼的焊接及熱處理方法，具體針對18％Ni型馬氏體時(shí)效鋼，將兩塊18％Ni型馬氏體時(shí)效鋼鋼板加工后去除表面灰塵及油污，選取型號(hào)為ER70S?6的焊絲；焊接參數(shù)的范圍為焊接電流60A～110A、焊接電壓12.4V～14.4V、焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，對母材進(jìn)行施焊；焊后進(jìn)行退火處理，退火處理溫度為750℃～850℃，保溫時(shí)間為200min～300min。本發(fā)明通過設(shè)置合理的焊接電流和焊接速度可獲得較小尺寸的晶粒，通過設(shè)置合理的退火溫度和保溫時(shí)間實(shí)現(xiàn)18％Ni型馬氏體時(shí)效鋼焊接試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率在對過熱區(qū)的性能影響較小的前提下均得到提高。

　　技術(shù)研發(fā)人員：陳巖

　　受保護(hù)的技術(shù)使用者：徐州欣略智能科技有限公司

　　技術(shù)研發(fā)日：2018.12.04

　　技術(shù)公布日：2019.03.19