一种生产管线埋弧焊丝用的盘条及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种生产管线埋弧焊丝用的盘条及其制造方法，盘条的化学成分按重量百分比为：C0.04％～0.11％，Si0.10％～0.40％，Mn1.40％～1.90％，Ni0.40％～0.60％，Mo0.20％～0.40％，Ti0.03％～0.10％，B0.004％～0.007％，Al0.010％～0.030％，S≤0.003％，P≤0.008％，O≤0.0015％，N≤0.0040％，余量为Fe及不可避免杂质。制造方法为：转炉冶炼采用双联法，LF精炼采用渣系成分按重量百分比为：CaO42.0％～58.0％，Al2O3?15.2％～27.5％，SiO23.5％～6.0％，VD精炼采用弱吹，连铸采用全程保护浇注，结晶器未端电磁搅拌，线材轧制吐丝温度830～850℃，风冷辊道速度4～6m/min，获得抗拉强度≤700Mpa的盘条。此盘条在拉拔成Ф4mm或Ф3.2mm的成品焊丝时，省去退火工序。本发明专利技术提高了焊缝金属的强韧性，解决了钢质洁净度低和盘条强度高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产焊丝用盘条，尤其是一种X80级管线埋弧焊丝用的盘条及其制造方法。
技术介绍
管线钢由于级别和成分 的差异其配套焊丝也不尽相同。进口的X80级管线钢用埋弧焊丝，一般含有较高的Ni、Mo等贵重金属，价格昂贵，而国内开发的一些品种，为了降低成本在合金系设计时对Ni、Mo进行了全部及部分替代，同时采用添加Ti、B、Zr等微合金化元素来细化和改善焊缝的组织以提高强韧性，但这些微合金化元素在冶炼时易氧化，成分控制难度大，其次在焊接时形成的氧化物夹杂对焊缝性能的影响时好时坏，稳定性差。相关的专利包括申请号为200810005040. X、申请号为200610124514. 3、申请号为200610145593. 6和申请号为200510029245. 8的中国专利。上述冶炼工艺主要采用电炉或转炉，有的后面配有LF精炼炉，钢水的洁净度水平不高，一些杂质元素尤其S、P、O对焊缝的强韧性产生不利影响。生产盘条时主要采用高速无扭轧机轧制，有的焊丝用的盘条在拉拔前或拉拔过程中，进行退火热处理，这无异增加了劳动强度和成本，如申请号为200510029245. 8的中国专利。随着管线钢材品质的不断升级和管线工程对焊管焊缝性能要求的日异提高，尤其在激烈的市场竞争下，对焊管预期达到的高强、高韧、耐蚀、耐磨等综合特性要求，现有焊丝的成分或制造方法上便存在上述不足。①申请号200810005040. X的中国专利，提供了一种高等级管线钢用高强度高韧性高焊速埋弧焊丝，由下述成分组成按重量百分比为C0. 03% -O. 09%, SiO. 1% -O. 3%,Mnl. 70 % -2. 3 %, P < O. 010 %, S < O. 008 %, MoO. 2 % -O. 7 %, TiO. 04 % -O. 10 %,B0. 003% -O. 009%, ZrO. 001% -O. 003%，余量为Fe及不可避免杂质。达到了焊接X80钢级焊缝所需的高焊速、高强度、高韧性的需要。冶炼工艺采用铁水脱硫，控制入炉铁水硫含量，选用S、P含量低的原材料，采用转炉炼钢和顶底复合吹炼工艺，将冶炼终点的C、S、P控制在较低水平，经脱氧合金化后，采用LF炉等炉外精炼工艺，添加Mn、Si、Mo、Ti、B、Zr等微量元素，钢水经铸机全保护浇注成连铸坯，连铸坯经高速无扭轧机轧制成Φ5. 5mm的盘条。②申请号200610124514. 3的中国专利，提供一种低合金超高强度钢用高韧性埋弧焊丝，其化学成分按重量百分比C0. 06% -O. 12%；SiO. 03% -O. 20%；Mnl. 50% _2· 00%；CrO. 20 % -O. 60 % ；Nil. 40 % -2. 60 % ；CuO. 10 % -0. 60 % ；TiO. 06 % -0. 20 % ；MoO. 10% -0. 50% ；B0. 002% -0. 010% ;余量为Fe及不可避免杂质。焊缝金属的抗拉强度达到800MPa，-40°C冲击功Akv彡47J，焊丝钢用电炉冶炼。③申请号200610145593. 6的中国专利，提供一种管线钢用埋弧焊丝，其化学成分按重量百分比C0. 02 % -O. 07 % ；SiO. 10 % -O. 30 % ；Mnl. 80 % -2. 50 % ；P < 0. 010 % ；S< 0. 010% ；CrO. 10% -0. 50% ；TiO. 05% -0. 08% ；Mo0. 20% -0. 50% ；B0. 003% -0. 004% ；余量为Fe及不可避免杂质。焊缝金属的抗拉强度彡700MPa, _20°C冲击功Akv彡150J，适合于X80高级管线钢板的埋弧焊接，焊丝冶炼工艺采用(铁水脱硫)_转炉冶炼-LF炉精炼-160mm2方坯连铸机保护浇注。生产盘条时采用高速无扭轧机轧制。④申请号200510029245.8的中国专利，提供一种高性能埋弧焊丝及盘条及其制造方法，其化学成分含有C0. 06 % -O. 13 % ；SiO. I % -O. 5 % ；Mnl. 3 % -I. 7 % ；MoO. 3% -O. 6% ；TiO. 010% -0. 015% ；B0. 001% -0. 009% ;余量为 Fe 及不可避免杂质。可用于抗拉强度级别在580-680MPa高强度钢的埋弧焊。盘条的制造方法包括如下步骤上述成分的焊丝用盘条在拉拔前或拉拔过程中，退火热处理工艺为680 800°C加热炉中加热，保温2 IOh随炉冷却。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，通过填加一定量的Al与Ti、B协同作用，提高焊缝金属的强韧性。采用洁净钢生产方法和缓冷轧制工艺解决钢质洁净度低和盘条强度高等问题。·一、本专利技术涉及盘条成分按重量百分比C0. 04% O. 11%, SiO. 10% O. 40%,Mnl. 40 % I. 90 %，NiO. 40 % O. 60 %，MoO. 20 % O. 40 %，TiO. 03 % O. 10 %，B0. 004% O. 007%, A10. 010% O. 030%, S 彡 O. 003%, P 彡 O. 008%, O 彡 O. 0015%,N^O. 0040%，，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术从成分设计上第一通过增加Mn、Ti、B等元素来提高焊接金属强韧性，适当添加Ni、Mo元素，在保证韧性的前提下尽量节约使用这些贵重元素来降低成本；第二通过添加适量的Al与Ti、B等微合金化元素的协同作用来显著地改善低碳钢的焊接性，主要是凝固过程中碳化物、氮化物、氧化物等形成，这些化合物的微粒作为结晶晶核从而细化焊缝金属的铸态组织和晶粒，提高钢的强度、韧性、耐磨性、同时抵制时效作用，并对抗氢也起到有益的作用；第三对钢中的P、S及气体等有害杂质元素O、N含量提出要求，提高钢质洁净度，达到替代进口钢质水平的要求，进一步提高钢种的应用性能。本专利技术生产管线埋弧焊丝用的盘条成分各元素的说明(1)C:C是微合金焊缝金属中最重要的合金元素，是扩大Y相区的元素。G. M. Evans的研究结果认为C可促使形成针状铁素体，减少晶界多边形铁素体，并且细化再热区晶粒，提高熔敷金属的强度，但同时硬度增加、夏比冲击能随着C碳含量的增加而下降，最好的冲击性能的含碳量为O. 05% O. 10%。综合考虑，盘条成分中碳含量应为O. 04% O. 011%。(2)Mn Mn作为微合金钢焊缝金属中的主要合金元素，显著影响奥氏体扩散，Mn是奥氏体稳定元素，使奥氏体相变移向较低的温度。Mn—方面可作为脱氧剂，另一方面具有细化晶粒和固溶强的作用。G. M. Evans认为Mn含量O. 6% I. 8%的增加会增加针状铁素体的含量，减少了先共析铁素体的含量，并且细化焊态针状铁素体组织，还细化焊缝热影响区粗晶区的组织。Mn含量的增加，减少了焊接热影响区等轴细晶的晶粒尺寸。Mn含量每增加O.1%，焊态焊缝金属屈服强度和拉伸强度大约增加lOMPa。Mn含量的增加一方面增加了屈服强度，另一方面增加了针状铁素体的体积分数和细化了再热区的晶粒尺寸，这两种因素的影响使得Mn含量在一定的范围内，过量的易产生Mn和P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产管线埋弧焊丝用的盘条，其特征在于盘条化学成分按重量百分比为：C0.04％～0.11％，Si0.10％～0.40％，Mn1.40％～1.90％，Ni0.40％～0.60％，Mo0.20％～0.40％，Ti0.03％～0.10％，B0.004％～0.007％，Al0.010％～0.030％，S≤0.003％，P≤0.008％，O≤0.0015％，N≤0.0040％，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛军，郭大勇，任玉辉，王长顺，王秉喜，高航，白喜峰，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：