[发明专利]一种焊接用奥氏体不锈钢线材

说明书

技术领域

本发明涉及钢线材领域，具体涉及一种焊接用奥氏体不锈钢线材。 

背景技术

随着经济的发展，各种工业需求的特殊材料越来越多，这些特殊材料具有多品种、小批量、高性能、个性化的特点，焊接材料就是其中一种特殊材料。焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂等)的生产和消费量与钢材消费量存在大致的对应关系。而用于焊接材料的线材其使用数量，是和焊接材料生产量同步增长的。近年来我国不锈钢的产销量已成为世界第一大国，作为配套使用的焊接用不锈钢线材的市场需求量增速很快，国内太原钢铁(集团)有限公司、宝钢集团公司等一些特殊钢生产企业就加大了不锈钢线材的开发力度和生产量。 

为了保证焊接质量，对焊接线材的质量要求很高，目前市场上的奥氏体不锈钢材料可分为Cr-Ni系、Cr-Ni-Mo系、Cr-Ni-Mn-N、Cr-Mn-N系等四大类，而市场上提供的焊接线材主要为H03Cr21Ni10Si、H03Cr24Ni13Si、H03Cr19Ni12Mo2Si等品种，这些焊接线材主要适用于Cr-Ni系、Cr-Ni-Mo系等不锈钢材料的焊接；而对于Cr-Ni-Mn-N系、Cr-Mn-N系等不锈钢材料一直没有很好的、对口的焊接用线材解决方案。 

现有304L不锈钢线材品种其Mn含量偏低，导致线材的铁素体相较高，严重影响材料的热加工性能。中国专利CN101942617A提供了一种耐蚀耐磨耐高温的合金材料，其化学成分见具体实施例中表1的对比例1，该材料含有较高（8~11.0%）的Mn元素，但其贵金属Ni、Cr、Mo含量均较高，因此该发明提供的合金材料生产成本较高。而中国专利CN101429630A及CN101070582A（其化学成分见具体实施方式中表1的对比例2和对比例3），在含有较高含量Mn的同时大大降低了Ni、Cr的含量，成本较低。以上专利均有其各自的优点，但含有较高的Mn7~10%，在炼制过程中会严重侵蚀炉壁，且由于Ni可显著提高不锈钢的塑性、韧性，降低其脆性转变稳定，具有抗低温性和抗磁性，同时有利于冷成型性和焊接性，因此对于焊接用不锈钢线材Ni含量不宜过低，否则对于焊接用奥氏体不锈钢线材的稳定性影响较大，可能导致其冷加工性不好等缺点。为了解决上述问题，发明人通过大量理论研究计算，并经多次试验摸索，开发出了一种成本相对低廉且综合性能优良的焊接用奥氏体不锈钢线材。 

发明内容

本发明的主要目的旨在提供一种成分设计合理，成本相对低廉且综合性能好的焊接用奥氏体不锈钢线材，该线材的综合性能好是指具有耐磨性及耐蚀性优良，稳定性好及易于加工等。 

由于奥氏体不锈钢线材与板、管、带材等的不同点在于要经过较大程度的冷加工，特别是用于焊条及其他制品时，要求具有较好地的冷加工性。其冷加工性主要取决于冷变形过程中产生的形变马氏体α相(磁性)的形成量，而形变马氏体α相的形成量与化学成分有关。因此，奥氏体不锈钢线材成分设计的原则主要是在保证不锈钢线材强度高、塑性好下，需提高奥氏体的稳定性，减少形变马氏体α相的形成。 

在不锈钢元素中，C、Ni、N、Mn、Cu等为奥氏体形成元素，而Si、Cr等是铁素体形成元素。其中C、N、Ni及Cu都能稳定奥氏体，提高奥氏体相堆垛层错能，对α相马氏体的形成具有抑制作用。而在稳定奥氏体方面，Ni的作用较大，因此尽管其较贵，但为了使焊接用不锈钢线材冷加工性好，提高其稳定性，本发明用Mn只替代了部分Ni。 

发明人利用各种元素的特性，经多次试验摸索，对该不锈钢线材的成分设计原则为：使用较高含量的Mn代替部分Ni，并控制C、N、Cu含量，合理调整Cr、Si含量，添加一定量的Mo和Ti或Nb，从而提供了一种成本相对低廉且综合性能好的焊接用奥氏体不锈钢线材。 

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种焊接用奥氏体不锈钢线材，其特征在于：所述不锈钢线材的化学成分以重量百分比计包括：C：0.045~0.055%，Si：0.55~0.75%，Mn：5.5~6.5%，Cr：18.50~21.50%，Ni：8.05~9.05 %，Cu:0.05%~0.20%，Mo：0.05~0.25%，N:0.01%~0.03%，Ti：0.60~0.90%和/或Nb：0.10~0.35%，P≤0.030%，S≤0.003%，其余为Fe。 

本发明当然还包含一些无法避免的杂质。 

作为本发明的优选，所述Cr的重量百分含量为18.50~20.50%。 

作为本发明的优选，所述Ni的重量百分含量为8.05~8.20%。