本公開涉及焊接接頭和焊接材料，進(jìn)一步詳細(xì)而言涉及奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭和奧氏體系不銹鋼合金焊接材料。

背景技術(shù)：

1、奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭通過焊接奧氏體系不銹鋼合金材來制造。奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭含有焊接金屬和由奧氏體系不銹鋼合金形成的母材。奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭用于火力鍋爐、石油精制以及石油化工廠等化工廠設(shè)備的焊接構(gòu)造物?；S設(shè)備的焊接構(gòu)造物例如是蒸餾塔的周邊設(shè)備、加熱爐管、反應(yīng)管、換熱器、配管等。在用于這些化工廠設(shè)備的焊接構(gòu)造物的構(gòu)件中，存在在600～700℃的高溫環(huán)境且含有包含硫化物和/或氯化物的腐蝕性流體的環(huán)境下使用的構(gòu)件。在本說明書中，將600～700℃的高溫環(huán)境且包含含有硫化物和/或氯化物的腐蝕性流體的環(huán)境稱為“高溫腐蝕環(huán)境”。

2、在高溫腐蝕環(huán)境下使用的焊接構(gòu)造物在化工廠的定期檢修時停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在運(yùn)轉(zhuǎn)停止時，焊接構(gòu)造物的溫度降低到常溫。此時，空氣、水分、硫化物皮膜反應(yīng)而在焊接構(gòu)造物的表面生成連多硫酸。該連多硫酸誘發(fā)晶界處的應(yīng)力腐蝕裂紋(以下，稱為連多硫酸scc)。因而，對于在上述的高溫腐蝕環(huán)境下使用的焊接接頭中的、尤其是焊接金屬，要求優(yōu)異的耐連多硫酸scc性。

3、另外，在化工廠設(shè)備中，在使用了劣質(zhì)的原油的情況下，存在不僅產(chǎn)生連多硫酸scc腐蝕、還產(chǎn)生環(huán)烷酸腐蝕的情況。環(huán)烷酸是具有1個或多個羧基的環(huán)式飽和烴。環(huán)烷酸不是如連多硫酸那樣地引起scc，而是引起全面腐蝕。因而，對于在上述的工廠設(shè)備利用的焊接接頭的焊接金屬，優(yōu)選為不僅耐連多硫酸scc性優(yōu)異，耐環(huán)烷酸腐蝕性也優(yōu)異。

4、而且，對于在高溫環(huán)境下長時間使用的焊接接頭，存在韌性降低的情況。因而，對于在高溫環(huán)境下長期使用的焊接接頭的焊接金屬，要求優(yōu)異的時效韌性。

5、而且，在要求耐連多硫酸scc性、耐環(huán)烷酸腐蝕性以及時效韌性的焊接接頭的焊接金屬中，也要求抑制焊接時的焊接熱裂紋。

6、因而，對在上述的高溫腐蝕環(huán)境下使用的奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭的焊接金屬要求耐焊接熱裂紋性、耐連多硫酸scc性、耐環(huán)烷酸腐蝕性、以及優(yōu)異的時效韌性。

7、這樣的在高溫腐蝕環(huán)境下使用的合金材由日本特開2003-166039號公報(專利文獻(xiàn)1)和國際公開第2009/044802號(專利文獻(xiàn)2)提出。

8、專利文獻(xiàn)1所公開的奧氏體系耐熱鋼以質(zhì)量％計(jì)含有c：0.005％以上且小于0.03％、si：0.05～0.4％、mn：0.5～2％、p：0.01～0.04％、s：0.0005～0.005％、cr：18～20％、ni：7～11％、nb：0.2～0.5％、v：0.2～0.5％、cu：2～4％、n：0.10～0.30％、b：0.0005～0.0080％，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。nb和v的含量的總和為0.6％以上，鋼中的nb固溶量為0.15％以上。而且，滿足n/14≥nb/93+v/51和cr-16c-0.5nb-v≥17.5。在專利文獻(xiàn)1中，通過減少c含量，規(guī)定cr與c、nb和v之間的關(guān)系來提高耐連多硫酸scc性。

9、專利文獻(xiàn)2所公開的奧氏體系不銹鋼以質(zhì)量％計(jì)含有c：小于0.04％、si：1.5％以下、mn：2％以下、cr：15～25％、ni：6～30％、n：0.02～0.35％、sol.al：0.03％以下，還含有nb：0.5％以下、ti：0.4％以下、v：0.4％以下、ta：0.2％以下、hf：0.2％以下、以及zr：0.2％以下中的1種或兩種以上，余量為fe和雜質(zhì)。在雜質(zhì)中，p：0.04％以下，s：0.03％以下，sn：0.1％以下，as：0.01％以下，zn：0.01％以下，pb：0.01％以下，以及sb：0.01％以下。而且，滿足f1＝s+{(p+sn)/2}+{(as+zn+pb+sb)/5}≤0.075和0.05≤nb+ta+zr+hf+2ti+(v/10)≤1.7-9×f1。在專利文獻(xiàn)2中，通過將c含量設(shè)為小于0.05％來提高耐連多硫酸scc性。而且，通過減少nb、ti這樣的c固定化元素，減少鋼中的p、s、sn等晶界脆化元素來提高焊接熱影響部(haz)處的耐脆化裂紋性。

10、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

11、專利文獻(xiàn)

12、專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-166039號公報

13、專利文獻(xiàn)2：國際公開第2009/044802號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、然而，在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中，未進(jìn)行與焊接接頭中的焊接金屬有關(guān)的研究。

3、本公開的目的在于，提供含有耐焊接熱裂紋性、耐連多硫酸scc性、耐環(huán)烷酸腐蝕性、以及時效韌性優(yōu)異的焊接金屬的奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭和使用于該奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭的奧氏體系不銹鋼合金焊接材料。

4、用于解決問題的方案

5、本公開的奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭具有如下構(gòu)成。

6、一種奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭，其具備母材和焊接金屬，所述母材的化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)為

7、c：0.030％以下、

8、si：0.10～1.00％、

9、mn：0.20～2.00％、

10、p：0.040％以下、

11、s：0.010％以下、

12、cr：16.0～25.0％、

13、ni：10.0～30.0％、

14、mo：0.1～5.0％、

15、nb：0.20～1.00％、

16、n：0.05～0.30％、

17、sol.al：0.001～0.100％、

18、b：0～0.0080％、

19、cu：0～5.00％、

20、w：0～5.00％、

21、co：0～1.00％、

22、v：0～1.00％、

23、ta：0～0.20％、

24、hf：0～0.20％、

25、ca：0～0.010％、

26、mg：0～0.010％、

27、稀土元素：0～0.100％，并且

28、余量為fe和雜質(zhì)，

29、所述焊接金屬的化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)為

30、c：0.020％以下、

31、si：0.01～1.00％、

32、mn：0.20～2.00％、

33、p：0.030％以下、

34、s：0.010％以下、

35、cr：16.0～25.0％、

36、ni：15.0～40.0％、

37、mo：2.5～5.0％、

38、nb：0.10～2.00％、

39、n：0.05～0.30％、

40、sol.al：0.001～0.100％、

41、b：0.0010～0.0050％、

42、cu：0～5.00％、

43、w：0～5.00％、

44、co：0～1.00％、

45、v：0～1.00％、

46、ta：0～0.20％、

47、hf：0～0.20％、

48、ca：0～0.010％、

49、mg：0～0.010％、

50、稀土元素：0～0.100％，并且

51、余量為fe和雜質(zhì)，

52、所述焊接金屬中的以式(1)定義的f1為2.30以下，

53、在與所述焊接金屬的延伸方向垂直的所述焊接金屬的截面中，將所述焊接金屬的表面的寬度中央部且是所述焊接金屬的厚度中央部處的1mm×1mm的正方形區(qū)域劃分成100μm×100μm的微小正方形區(qū)域，求出各微小正方形區(qū)域中的以質(zhì)量％計(jì)的mo含量，在將獲得的全部的所述mo含量的算術(shù)平均值定義為[mo]ave、將獲得的全部的所述mo含量中的比所述[mo]ave高的mo含量的算術(shù)平均值定義為[mo]h、將獲得的全部的所述mo含量中的比所述[mo]ave低的mo含量的算術(shù)平均值定義為[mo]l時，

54、以式(2)定義的f2為2.5以下，

55、f1＝130b+8c+0.025cr+0.25mn+0.08mo+0.6nb+12p+7.6s+0.78si+0.012w????(1)

56、f2＝[mo]h/[mo]l????(2)

57、其中，在式(1)中的各元素符號處以質(zhì)量％計(jì)代入所述焊接金屬中的對應(yīng)元素的含量。

58、本公開的奧氏體系不銹鋼合金焊接材料具有如下構(gòu)成。

59、一種奧氏體系不銹鋼合金焊接材料，其化學(xué)組成以質(zhì)量％計(jì)為

60、c：0.020％以下、

61、si：0.01～1.00％、

62、mn：0.20～2.00％、

63、p：0.030％以下、

64、s：0.010％以下、

65、cr：16.0～25.0％、

66、ni：15.0～40.0％、

67、mo：2.5～5.0％、

68、nb：0.10～2.00％、

69、n：0.05～0.30％、

70、sol.al：0.001～0.100％、

71、b：0.0010～0.0050％、

72、cu：0～5.00％、

73、w：0～5.00％、

74、co：0～1.00％、

75、v：0～1.00％、

76、ta：0～0.20％、

77、hf：0～0.20％、

78、ca：0～0.010％、

79、mg：0～0.010％、

80、稀土元素：0～0.100％，并且余量為fe和雜質(zhì)。

81、發(fā)明的效果

82、本公開的奧氏體系不銹鋼合金焊接接頭的焊接金屬的耐焊接熱裂紋性、耐連多硫酸scc性、耐環(huán)烷酸腐蝕性、以及時效韌性優(yōu)異。本公開的奧氏體系不銹鋼合金焊接材料成為起到上述的效果的焊接金屬的原料。