一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝制造技术

本发明专利技术提供了一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝，按重量百分比，该焊丝具有如下化学成分：C：0.15～0.20、Si：0.10～0.20、Mn：1.5～2.0、S≤0.008、P≤0.010、Cr：0.10～0.25、Ni：1.2～2.0、Mo：0.3～0.8、Cu≤0.3、B：0.003～0.010、Al≤0.01、Ti：0.02～0.10、Re≤0.05，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

A high strength submerged arc welding wire with good low temperature toughness

The present invention provides a high strength submerged arc welding wire with good low temperature toughness. According to the weight percentage, the wire has the following chemical components: C:0.15 to 0.20, Si:0.10 to 0.20, Mn:1.5 to 2, S < 0.008, P < 0.010, Cr:0.10 ~ 0.25, Ni:1.2 to 2, Mo:0.3 to 0.8, Cu < 0.3, B:0.003 to 0.010, Al < < < < < < < >. 0.01, Ti:0.02 ~ 0.10, Re is less than 0.05, the allowance is Fe and unavoidable impurity elements.

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝
本专利技术涉及一种埋弧焊接材料，属于低合金焊接材料、金属材料
，具体涉及一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝。
技术介绍
在移动容器、船舶、海洋工程、桥梁、重型机械等行业，材料和结构往往需要在低温环境下服役，同时随着结构设计对减重、减薄的追求，需要材料兼备高强度以及良好的低温韧性。而在结构件中，焊接接头通常需要满足与母材相同的服役条件和承载需要，并且还要保证经过焊后热处理工艺后的性能。现有技术中，公开号为CN105081604A，公开日为2015年11月25日，名称为“700MPa高韧性高强度自动埋弧焊丝及使用方法”的中国专利文献，提供了一种高韧性高强度自动埋弧焊丝，适合于焊接高韧性的700MPa级高强板，该自动埋弧焊丝的化学成分为：C：0.07～0.14％，Si≤0.35％，Mn：1.70～2.00％，Ni≤0.30％，Cr≤0.30％，Mo：0.60～0.90％，Ti≤0.20％，V≤0.20％，B≤0.10％，S≤0.020％，P≤0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质。还有，公开号为CN102528319A，公开日为2012年7月4日，名称为“一种高强度高韧性埋弧焊丝”的中国专利文献，提供了一种高强度高韧性埋弧焊丝，特别适用于Q690级别钢材的焊接。该焊丝的化学成份为：C≤0.12％；Mn：1.40～1.90％；Si：0.20～0.60％；S≤0.015％；P≤0.020％；Cr≤0.60％；Ni：1.80-2.80％；Mo：0.25-0.65％；Cu≤0.25％；另外添加适量Ti微量元素，其余为Fe。该文献中提供的埋弧焊丝配合SJ606焊剂熔敷金属抗拉强度大于760MPa；屈服强度大于690MPa；在-40℃的冲击功大于69J。此外，公开号为CN103084752B，公开日为2016年3月30日，名称为“一种X100管线钢用高强高韧埋弧焊丝”的中国专利文献，还提供了一种X100管线钢用高强高韧埋弧焊丝，其成分重量百分比为：C：0.01％～0.06％，Si：0.30％～0.50％，Mn：1.20％～1.80％，Cr：0.20％～0.50％，Ni：1.50％～3.00％，P＜0.010％，S＜0.005％，Ti：0.01％～0.10％，Mo：0.30～0.60％，B：0.001％～0.008％，Al：0.01％～0.03％，Nb：0～0.06％，其余为Fe和不可避免杂质，且C+Mn/10的值控制在0.18～0.20％之间，Al+Ti+10B的值控制在0.100～0.115％之间。该专利技术应用于X100管线钢的焊接，其接头的抗拉强度大于760MPa，焊缝金属-40℃冲击功大于150J。另外，公开号为CN100441364C，公开日为2008年12月10日，名称为“低合金超高强度钢用高韧性埋弧焊丝”的中国专利文献，则提供了一种低合金超高强度钢用高韧性埋弧焊丝，按重量百分比计，其化学成分为：C：0.06～0.12％，Si：0.03～0.20％，Mn：1.50～2.00％，Cr：0.20～0.60％，Ni：1.40～2.60％，Mo：0.10～0.50％，Cu：0.10～0.60％，Ti：0.06～0.20％，B：0.002～0.010％，余量为Fe及不可避免的杂质。该焊丝与碱性烧结焊剂匹配，焊缝的抗拉强度800MPa，-40℃冲击韧性AKV≥47J，适合于800MPa级别低合金超高强度钢的埋弧焊接。由上述中国专利文献所披露的技术方案可以得知，埋弧焊丝为获得良好的强韧性匹配，主要通过降低碳含量，添加Ni和微合金化元素的方式来实现。同时，由上述专利内容也可以发现，现有技术中的埋弧焊丝虽可获得较好的焊缝强度和低温韧性，但有些焊接场合还是需要特殊的焊剂予以配合的，而且现有的埋弧焊丝无法明确保证经焊后热处理之后的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具备良好低温韧性的高强埋弧焊丝，其熔敷金属在焊态下和经焊后热处理后的综合力学性能可达到如下指标：屈服强度≥650MPa，抗拉强度≥740MPa，伸长率A≥17％，-40℃Akv≥47J。其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝，按重量百分比，该焊丝具有如下化学成分：C：0.15～0.20Si：0.10～0.20Mn：1.5～2.0S≤0.008P≤0.010Cr：0.10～0.25Ni：1.2～2.0Mo：0.3～0.8Cu≤0.3B：0.003～0.010Al≤0.01Ti：0.02～0.10Re≤0.05余量为Fe及不可避免的杂质元素。采用上述技术方案的埋弧焊丝，采用低合金钢体系，在焊态与焊后热处理态下保证焊丝熔敷金属的强度与低温韧性均可以满足性能要求，同时具备优良的工艺性，焊缝成形良好，可适用于高速焊接。下面就该技术方案中各成分的选择原因和作用机理进行说明：C：通过固溶强化会使材料的强度升高，是最廉价的合金强化元素。但碳含量增加，会显著增加熔敷金属的焊接裂纹敏感性；同时碳含量增加，还会使熔敷金属的延伸率降低。本技术方案中C选择的范围是0.15～0.20％。Si：为脱氧元素，也是固溶强化元素，但含量太高会影响金属的韧性，增加脆性，使焊接性变差。由于焊剂内包含大量硅酸盐，往往导致熔敷金属增Si，需限制Si的含量。本技术方案中Si选取的合理范围是0.10～0.20％。Mn：是提高强度和韧性的主要元素之一，通过固溶强化来提高强度，同时Mn也可提高其淬透性，增加熔敷金属的强度。但如果锰含量过高，会使延伸率降低，同时会使钢的韧性和焊接性变差。本技术方案中Mn的合理范围是1.5～2.0％。Ni：能提高钢的强度，同时又可以保持良好的塑性和韧性。Ni是熔敷金属组织控制的关键元素，它可促进奥氏体向针状铁素体转变，同时也能降低奥氏体向铁素体转变的相变温度，抑制共析铁素体的形成。随着焊缝金属中Ni含量的提高，焊缝金属的低温韧性也会趋于稳定；但由于Ni是一种比较昂贵的合金元素，充分考虑材料的经济性与高性能的双重要求。本技术方案中Ni选取的合理范围是1.2～2.0％。Mo：可有效增加钢的淬透性和淬硬性，使钢淬火后得到均匀细小的马氏体、板条贝氏体组织，能有效增加熔敷金属的强度和韧性，避免多层多道焊时的焊缝金属的回火脆性，但由于钼是一种昂贵的合金元素，需控制合金成本。本技术方案中Mo选取的合理范围是0.3～0.8％。Cr：是重要的强化元素之一，可使C曲线右移，铬和锰配合，则能有效提高钢的淬硬性，且其偏析倾向较锰要小；同时一定量的Cr含量可以细化晶粒，增加金属的强度。但如果铬含量过高，会增加焊接裂纹敏感性，降低熔敷金属的韧性和塑性。本技术方案中Cr选取的合理范围是0.10～0.25％。Ti、B：Ti是强碳氮化合物形成元素，它们的细小析出相可细化组织，提高钢的强度和韧性。Ti与O、N形成钛的氧化物与氮化物，在固态相变时提供形核基础；同时作为强碳氮化合物形成元素，它们的细小析出相可细化组织，提高焊缝金属的强韧性与塑性。B在奥氏体晶界偏聚，抑制先共析铁素体的形核与长大，强化了晶界。但是B含量过高时，将会引起硼脆。Ti、B联合加入的复合作用是含量稍高一些的Ti可优先与O、N结合，从而可以保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝，其特征在于，按重量百分比，该焊丝具有如下化学成分：C：0.15～0.20Si：0.10～0.20Mn：1.5～2.0S≤0.008P≤0.010Cr：0.10～0.25Ni：1.2～2.0Mo：0.3～0.8Cu≤0.3B：0.003～0.010Al≤0.01Ti：0.02～0.10Re≤0.05余量为Fe及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种具有良好低温韧性的高强度埋弧焊丝，其特征在于，按重量百分比，该焊丝具有如下化学成分：C：0.15～0.20Si：0.10～0.20Mn：1.5～2.0S≤0.008P≤0.010Cr：0.10～0.25Ni：1.2～2.0Mo：0.3～0.8Cu≤0.3B：0.003～0.010Al≤0.01Ti：0.02～0.10Re≤0.05余量为Fe及不可避免的杂质元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈朝霞，夏立乾，王小杰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31