耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头制造技术

本发明专利技术涉及一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头。本发明专利技术的一实施方式提供一种焊接接头，其以重量％计，包含0.02～0.75％的C、0.2～1.2％的Si、15～27％的Mn、2～7％的Cr、0.025％以下的S、0.025％以下的P、0.001～0.4％的N、余量的Fe及其它不可避免的杂质，且在20℃下的堆垛层错能为15～40mJ/m2，其具有优异的耐冲击性及耐磨性。根据本发明专利技术，能够提供具有优异的低温冲击韧性及耐磨特性的焊接接头，从而可以提供一一种在石油生产相关的油砂产业领域所使用的泥浆管等中非常适合使用的焊接接头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头。
技术介绍
最近，随着油价持续升高的趋势，人们集中关注低费用的石油生产方法。在此过程中，随着开发出大规模原油分离工序技术，对油砂产业的需求剧增。油砂最初是表示含有原油的沙子或砂岩的单词，但是，如今是指含有存在于油层中的原油的沉积岩等所有的岩石。这种从油砂中提取原油的石油生产方法是一种代替现有的从液体油井中提取原油的方式的新型石油生产方法，从降低生产费用方面来说，是期待得到开发的领域。然而，就油砂而言，原油中通常包含大量杂质。因此，在获得原油的过程中，必须包括去除这种杂质的工序。为了从采集的油砂中提取原油，会将油砂运送到有分离装置的一定距离的地方，并且需要用于将运送的油砂分离为杂质和原油的分离用管。所述管的作用为，用水使装在其内部的原油和杂质(岩石、砂砾、沙子等)旋转，使原油漂浮上来，从而将原油分离出来。对于这种管而言，不仅需要其具有高强度，而且为了承受由内部的岩石或砂砾等引起的冲击，还需要具有耐冲击性及耐磨性，并且还需要确保在-29℃的外部温度下也能承受的冲击韧性，尤其是与母材相比物理性质相对降低的焊接接头更需要如此。这是因为母材可通过各种热处理或轧制及控制冷却等来控制适合其用途的物理性质，从而能够通过所添加的合金组成来最大限度地获得耐磨性及冲击韧性，另一方面，焊接接头的形成主要受到焊接材料的影响，而且焊接使得内部组织与铸造组织非常相似，因此很难确保希望得到的物理性质。目前，为了采集油砂，通常使用的管有APIX65和X70，利用所述APIX65和X70获得的焊接接头存在前述的低温冲击韧性和耐磨性差的缺点，因此迫切需要开发出可代替上述焊接接头的焊接接头。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于，提供一种不仅低温耐冲击韧性优异，而且耐磨性也优异的焊接接头。解决技术问题的技术手段本专利技术的一个实施方式提供一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头。所述焊接接头以重量％计，包含0.02～0.75％的C、0.2～1.2％的Si、15～25％的Mn、2～7％的Cr、0.025％以下的S、0.025％以下的P、0.001～0.4％的N、余量的Fe及其它不可避免的杂质，并且在20℃下的堆垛层错能为15～40mJ/m2。专利技术的效果根据本专利技术，因能够提供具有优异的低温冲击韧性及耐磨特性的焊接接头，从而可以提供一种在石油生产相关的油砂产业领域所使用的泥浆管等中非常适合使用的焊接接头。优选实施方式本专利技术人为了能够很好地用于通过油砂获得原油的过程等中使用的油砂分利用高锰管，在对具有优异的低温耐冲击性及耐磨性的焊接接头进行研究的过程中，认识到通过适当控制合金组成和堆垛层错能可以确保焊接接头具有上述特性，从而完成了本专利技术。以下，对本专利技术的合金组合进行说明。C：0.02～0.75重量％碳(C)是用于确保焊接接头的强度和焊接固化性的同时，还能够确保焊接接头的低温冲击韧性的、使奥氏体稳定形成的必需元素。但是，当C的含量少于0.02重量％时，会因无法确保焊接接头的强度，以及无法获得稳定的奥氏体而难以确保低温耐冲击韧性。所述C能够与其含量成正比地增加焊接接头的强度，但C含量超过0.75重量％时，会增加堆垛层错能，从而在塑性变形时会产生滑移现象而不是孪晶(twinning)现象，由此会降低耐磨性。因此，所述C含量优选控制在0.02～0.75重量％。Si：0.2～1.2重量％硅(Si)是起到脱氧剂的作用，且在焊接时可使熔融金属的延展性变好，从而提高焊接特性的元素。同时，通过固溶强化还可以提高强度。为了达到上述效果，所述Si含量优选在0.2重量％以上。另一方面，Si的含量超过1.2重量％时，会在焊接接头内部引起偏析等，从而有可能会降低低温冲击韧性，因此，所述Si的含量优选控制在0.2～1.2重量％。Mn：15～27重量％锰(Mn)作为提高加工硬化度的同时，在低温下也能稳定地形成奥氏体的主要元素，是必须包含的成分。另外，与C一起作为形成碳化物的元素，并且与镍类似地，是用于奥氏体稳定化的元素。当所述Mn的含量少于15重量％时，因没有形成足够的奥氏体，从而会导致低温冲击韧性降低，当Mn的含量超过27重量％时，焊接时会产生大量的烟雾(fume)，并且在塑性变形时会产生滑移现象而不是孪晶现象，从而降低耐磨性。因此，所述Mn的含量优选控制在15～27重量％。Cr：2～7重量％铬(Cr)为铁素体稳定化元素，通过添加Cr能够降低奥氏体稳定化元素的含量。另外，Cr对生成MC、M23C6等的碳化物方面起到核心成分的作用。即，当添加一定量的Cr时，能够得到更高水平的析出硬化度的同时，还能够降低奥氏体稳定化元素的含量，因此，优选添加一定量的Cr。此外，Cr作为强有力的抗氧化元素，还可以提高对应于外部的氧化气氛的抗氧化性(resistancetooxidation)。当所述Cr的含量少于2重量％时，焊接接头上的MC、M23C6等碳化物的生成受到抑制，从而会导致耐磨特性降低，由此会使磨损度增加。另一方面，当Cr的含量超过7重量％时，在价格上升的同时，耐磨特性会急剧降低。因此，优选将Cr的含量控制在2～7重量％以下。S：0.025重量％以下硫(S)为与磷一起在焊接时引起高温裂纹(Crack)的杂质元素，因此，优选尽可能地减少其含量。尤其是当该含量超过0.025重量％时，会形成FeS等的低熔点化合物，从而会诱发高温裂纹，因此不优选。因此，为了防止高温下产生裂纹，优选将S的含量控制在0.025重量％以下。P：0.025重量％以下磷(P)为在焊接时引起高温裂纹的杂质元素，因此，优选尽可能地减少其含量。因此，为了防止在高温下产生裂纹，优选将其上限控制在0.025重量％以下。N：0.001～0.4重量％以下氮(N)为添加时可提高耐蚀性的同时，还能够使奥氏体稳定化的成分，是能够带来与碳几乎相似的物理性质的元素。因此，所述N可直接替代碳成分。此外，当N与其它合金成分结合形成氮化物时，能够获得提高耐磨特性的效果。为了获得上述效果，所述N优选添加0.001％以上。但是，当其含量超过0.4重量％时，会大幅降低冲击韧性，因此，所述N的含量优选控制在0.001～0.4重量％以下。本专利技术提出的焊接接头，除了包含上述的合金组成外，还可以包含余量的Fe和其它制造工序方面不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头，其特征在于，所述焊接接头以重量％计，包含0.02～0.75％的C、0.2～1.2％的Si、15～27％的Mn、2～7％的Cr、0.025％以下的S、0.025％以下的P、0.001～0.4％的N、余量的Fe及其它不可避免的杂质，并且在20℃下的堆垛层错能为15～40mJ/m2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 KR 10-2013-01518131.一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头，其特征在于，所述焊接
接头以重量％计，包含0.02～0.75％的C、0.2～1.2％的Si、15～27％的Mn、
2～7％的Cr、0.025％以下的S、0.025％以下的P、0.001～0.4％的N、余量
的Fe及其它不可避免的杂质，并且在20℃下的堆垛层错能为15～40mJ/
m2。
2.如权利要求1所述的耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头，其特征
在于，所述焊接接头进一步包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奉根，韩一煜，李相哲，金正吉，李东烈，金克，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR