焊条用线材和用于制造其的方法技术

本发明专利技术的目的是提供焊条用线材及其制造方法，所述焊条用线材作为适合于用作焊接材料用物质特别是焊条用物质的线材并且具有在室温下高的抗拉强度和优异的拉拔特性。温下高的抗拉强度和优异的拉拔特性。温下高的抗拉强度和优异的拉拔特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊条用线材和用于制造其的方法


[0001]本公开涉及适用于焊条用材料的线材，并且特别地，涉及具有在室温下优异的强度和优异的线材拉拔特性的焊条用线材和用于制造其的方法。

技术介绍

[0002]通常，焊条主要使用线材作为其材料，并且线材通过热轧然后在室温下进行线材拉拔来制造。在此，将线材拉拔成特定的直径，并作为用于埋弧焊、焊条电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、气体保护钨极电弧焊等的材料而生产并应用。
[0003]出于诸如结构的稳定性的原因，通过使用焊条用线材通过焊接方法对基础材料进行焊接而形成的焊接区需要具有高的冲击韧性、在室温下的强度等。
[0004]作为一个实例，用于低温(基础材料)用途的材料需要满足在室温下400MPa的强度和660MPa的抗拉强度，同时在焊接时满足焊接区在
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196℃下的约27J的保证冲击韧性值。这些是目前广泛使用的材料的标准值，并且当满足标准值时，可以在更高温度例如
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100℃或
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80℃下应用材料。
[0005]作为用于焊接材料的常规材料，已应用包含50重量％或更多的镍(Ni)以及总计大于30重量％的铬(Cr)和钼(Mo)的线材以改善强度。作为代表性实例，提供了因科内尔合金(inconel)和哈斯特洛伊合金(hastelloy)材料。
[0006]这些材料目前广泛用于低温环境中，但由于因科内尔合金和哈斯特洛伊合金为昂贵的产品，其中大量应用了昂贵的合金元素例如Ni、Cr和Mo，因此可能导致工业领域中的建造成本增加。
[0007]因此，需要开发满足基础材料焊接区的物理特性值、具有在室温下优异的线材拉拔特性且在经济上有利的焊接材料用材料。
[0008](专利文献1)韩国专利特许公开第10
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2015
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0039225号
[0009](专利文献2)韩国专利特许公开第10
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2013
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0052523号

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本公开的一个方面是提供焊接材料用材料，特别是适用于焊条用材料的线材，所述线材具有优异的线材拉拔特性、焊接之后的焊接区在室温下高的抗拉强度和优异的低温冲击韧性。
[0012]本公开的目的不限于以上描述。本公开的目的将从本说明书的全部内容中理解，并且本公开所属领域的技术人员将毫无困难地理解本公开的另外目的。
[0013]技术方案
[0014]根据本公开的一个方面，焊条用线材按重量计包含：0.05％至0.8％的碳(C)、18％至31％的锰(Mn)、0.05％至0.7％的硅(Si)、0.15％或更少的氮(N)、0.02％或更少的磷(P)、和0.01％或更少的硫(S)、以及余量中的Fe和不可避免的杂质，其中满足以下关系式1：
[0015][关系式1]Mn+1.6Ni+15(C+N)≥24
[0016]其中各元素是指元素按重量计的含量。
[0017]根据本公开的另一个方面，用于制造焊条用线材的方法包括：准备满足上述合金组成和关系式1的钢工件或钢锭；在800℃至1250℃的温度范围对钢工件或钢锭进行热处理以制造坯料；以及使坯料在800℃至1250℃的温度范围经受线材轧制以制造线材。
[0018]有益效果
[0019]如上所述，根据本公开中的一个示例性实施方案，可以以低成本提供具有作为焊条用材料所需的物理特性的线材。
[0020]特别地，本公开可以提供这样的线材：具有焊接之后焊接区在室温下优异的强度和优异的低温冲击韧性，并且具有在室温下850MPa或更小的抗拉强度和30％或更大的延伸率的优异的线材拉拔特性，而主要用于制造常规的焊条用线材的昂贵元素的使用大大减少。因此，可以有利地应用本公开的线材作为焊条用线材。
附图说明
[0021]图1示出了舍弗勒图(Schaeffler diagram)(来源：于1948年出版(A.L.Schaeffler，Iron Age 162，72(1948))。
[0022]图2是根据本公开中的一个示例性实施方案的专利技术例和比较例的焊接区中的显微组织的照片。
[0023]图3以图示出了根据本公开中的一个示例性实施方案的[关系式1]与焊接区的低温冲击韧性之间的关系。
[0024]图4以图示出了根据本公开中的一个示例性实施方案的[关系式2]与焊接区在室温下的韧性之间的关系。
具体实施方式
[0025]本专利技术人确定了用作焊条的常规材料的局限性，并进行了深入研究，以开发允许以低成本确保焊接区所需的物理特性值且具有优异的线材拉拔特性的材料。
[0026]因此，确定了使用低成本元素代替已用于制造焊条用常规材料的高成本元素，从而在大大降低制造成本的同时提供可以形成与常规材料相比具有等同或更好的物理特性的焊接区的线材，并因此，完成了本公开。
[0027]特别地，由于焊条用线材通过将通过热轧获得的线材在室温下进行线材拉拔来制造，因此需要其在室温下具有优异的可加工性，并且出于这一点，本公开在通过适当地使用在室温下稳定的元素来优化组分体系方面具有技术意义。
[0028]具体地，确定了室温下的可加工性取决于合金元素的奥氏体稳定性和在线材拉拔时的加工类型，并且本公开的特征在于，将作为用于其的适当元素的碳(C)、镍(Ni)、锰(Mn)、氮(N)等控制为适当含量，同时建议了它们之间的含量关系。
[0029]在下文中，将详细地描述本公开。
[0030]根据本公开的一个方面的焊条用线材按重量计可以包含：0.05％至0.8％的碳(C)、18％至31％的锰(Mn)、0.05％至0.7％的硅(Si)、0.15％或更少的氮(N)、0.02％或更少的磷(P)、和0.01％或更少的硫(S)。
[0031]在下文中，将详细地描述本公开中提供的焊条用线材的合金组成如上所述受到限制的原因。
[0032]同时，除非在本公开中另有特别说明，否则各元素的含量按重量计，以及组织的比率按面积计。
[0033]碳(C)：0.05％至0.8％
[0034]碳(C)是奥氏体形成元素，并且有利于改善焊接区在低温环境下的冲击韧性和改善室温下的强度。
[0035]当C的含量小于0.05％时，难以确保室温下的目标强度，而当含量大于0.8％时，在焊接期间促进高温下的裂纹、焊接烟雾和飞溅的产生。
[0036]因此，C可以以0.05％至0.8％，并且更有利地以0.78％或更少包含在内。
[0037]锰(Mn)：18％至31％
[0038]锰(Mn)是形成奥氏体的元素，这与C类似，并且是有利于改善低温下的冲击韧性的元素。
[0039]当Mn的含量小于18％时，冲击韧性因低温下的应力有机转变而劣化，而当含量大于31％时，强度降低，并且产生大量的烟雾(fume)。
[0040]因此，Mn可以以18％至31％包含在内。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种焊条用线材，按重量计包含：0.05％至0.8％的碳(C)、18％至31％的锰(Mn)、0.05％至0.7％的硅(Si)、0.15％或更少的氮(N)、0.02％或更少的磷(P)、和0.01％或更少的硫(S)、以及余量中的Fe和不可避免的杂质，其中满足以下关系式1：[关系式1]
Mn+1.6Ni+15(C+N)≥24
其中各元素是指所述元素按重量计的含量。2.根据权利要求1所述的焊条用线材，还包含选自以下的一者或更多者：8％或更少的镍(Ni)、3.5％或更少的铬(Cr)、3.5％或更少的钼(Mo)、和0.3％或更少的钒(V)，其中满足以下关系式2：[关系式2]
10(C+N)+1.5Cr+2Mo+1.5V
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0.1Mn
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0.16Ni≥0
其中各元素是指所述元素按重量计的含量。3.根据权利要求1所述的焊条用线材，其中所述线材包含奥氏体单相组织作为显微组织。4.根据权利要求1所述的焊条用线材，其中所述线材在室温下的抗拉强度为850MPa或更小。5.根据权利要求1所述的焊条用线材，其中当使用所述线材进行焊接时，形成具有在室温下400MPa或更大的屈服强度和在室温下660MPa或更大的抗拉强度的焊接区。6.根据权利要求1所述的焊条用线材，其中当使用所述线材进行焊接时，形成在
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196℃下的夏比冲击韧性为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奉根，郑圣勋，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：