一种管线钢用高韧性抗腐蚀埋弧焊丝制造技术

一种高韧性、抗腐蚀埋弧焊丝，其特征在于：它的主要化学成分（重量％）为Ｃ０．０１～０．０８％，Ｍｎ１．２０～１．８０％，Ｓｉ０．０５～０．５％，Ｔｉ０．０３～０．１５％，Ｂ０．００１～０．００８％，Ｍｏ０．２０～０．５５％，Ｃｕ０．２０～０．５％，Ｎｉ０．０３～０．５％，Ｓ≤０．００５％，Ｐ≤０．０１％，其余为Ｆｅ。由本发明专利技术得到的焊缝金属不但具有更高的强度和韧性，而且能够适合于含硫化氢天然气输送管线的焊接。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接材料领域，主要用于埋弧焊，焊接石油、天然气输送管线用钢。石油、天然气是社会发展的物质基础，是国民经济的主要组成部分。据估算，到下世纪主要能源是天然气，但我国在石油、天然气方面的缺口将会达到2亿吨/年，因此除了继续勘控和开发我国东部和西部的油气田外，还必须从国外输入能源，建立从国外向国内的输送管线以及在国内建设石油、天然气的输送管网。由于输送管线往往长达数千公里，沿途地域复杂，为了降低输送成本，采用高压、大输量、大管径的管线输送。这就对管材提出了高强度、高韧性的要求。同时，还要求输送管线具有抗H2S腐蚀的能力。考虑到埋弧焊方法是螺旋焊管和直缝焊管制管的主要工艺，因此，要求所采用的焊丝和焊剂匹配焊成的焊缝也必须具有很高的强度、韧性以及良好的抗H2S腐蚀的能力。目前，针对管线钢焊接的埋弧焊丝，国内公开了两项专利CN1077152A和CN1068528A。虽然CN1077152A专利技术的焊丝具有很高的强度和韧性，但由于碳、锰含量较高，不适合于天然气输送管线的焊接，而CN1068528A的低温韧性又相对较低。本专利技术的目的在于提供一种管线钢用高韧性抗腐蚀埋弧焊丝，由其得到的焊缝金属不但具有更高的强度和韧性，而且能够适合于含硫化氢天然气输送管线的焊接。本专利技术提供了一种管线钢用高韧性抗腐蚀埋弧焊丝，焊丝的化学成分(重量％)为C 0.01～0.08％，Mn 1.20～1.80％，Si 0.05～0.5％，Ti 0.03～0.15％，B 0.001～0.008％，Mo 0.20～0.55％，Ni 0.03～0.5％，Cu 0.20～0.5％，S≤0.005％，P≤0.01％，其余为Fe。现将本专利技术化学成分设计依据叙述如下采用很低的碳含量，降低了焊缝金属的硬度和裂纹敏感指数，一方面提高了焊缝金属的低温韧性与抗氢裂裂纹的能力，另一方面提高了焊缝金属的抗硫化氢腐蚀的能力。焊丝中的S、P是有害元素，含量偏高时，会明显降低焊缝金属的韧性和抗硫化氢腐蚀的能力，所以要严格控制其含量。本专利技术的焊丝中，S、P控制为(重量％)S≤0.005％，P≤0.01％。加入Mn、Mo元素一方面通过固溶强化提高了焊缝金属的强度，另一方面Mn、Mo元素推迟了奥氏体的转变温度，抑制了先共析铁素体和侧板条铁素体的形成，促进了晶内针状铁素体的形成，提高了焊缝金属的低温韧性。加入微合金元素Ti、B。Ti与氧的亲合力很大，在焊缝中形成TiO，一方面阻碍奥氏体晶粒的长大，细化了晶粒，另一方面作为针状铁素体的形核质点，促进了针状铁素体的形成。而B的原子半径很小，极易向奥氏体晶界偏聚，降低了晶界能，抑制了先共析铁素体的形核与长大，促使生成针状铁素体，提高了焊缝金属的韧性。Ti在焊缝中保护B不被氧化。加入少量的Ni、Cu能阻止氢向焊缝金属内部渗透，降低了对氢诱发裂纹(HIC)的敏感性，提高了抗H2S腐蚀的能力。本专利技术焊丝与现有技术相比，具有如下优点1.本专利技术焊丝与碱性烧结焊剂匹配，所得焊缝金属具有很高的强度和低温冲击韧性，尤其是与高碱度焊剂匹配性能更佳；2.本专利技术焊丝焊前不要预热，焊后不用热处理，适用于单层或多层，单面或多面的焊接工艺要求；3.本专利技术焊丝所焊的熔敷金属综合性能σa＝510～590MPa，σb＝580～670MPa，与高碱度焊剂匹配的焊缝金属的CVN-10℃＝160J。实施例根据本专利技术焊丝的化学成分范围，采用真空感应炉冶炼，然后按常规的铸造，热轧成φ8.0盘条，最后经退火拔制成3.2mm的焊丝。四种焊丝分别与焊剂SJ101和SJ102匹配所得的熔敷金属的化学成分列于表1，熔敷金属的机械性能列于表2。表1实施例焊丝熔敷金属的化学成分 表2实施例焊丝熔敷金属的机械性能 注冲击韧性AKV是五个试样的平均值权利要求1.一种管线钢用高韧性抗腐蚀埋弧焊丝，其特征在于它的主要化学成分(重量％)为C 0.01～0.08％，Mn 1.20～1.80％，Si 0.05～0.5％，Ti 0.03～0.15％，B 0.001～0.008％，Mo 0.20～0.55％，Cu 0.20～0.5％，Ni 0.03～0.5％，S≤0.005％，P≤0.01％，其余为Fe。2.一种权利要求1所述管线用高韧性抗腐蚀埋弧焊丝的应用，其特征在于与碱性烧结剂匹配使用。全文摘要一种高韧性、抗腐蚀埋弧焊丝,其特征在于:它的主要化学成分(重量%)为C0.01～0.08%,Mn1.20～1.80%,Si0.05～0.5%,Ti0.03～0.15%,B0.001～0.008%,Mo0.20～0.55%,Cu0.20～0.5%,Ni0.03～0.5%,S≤0.005%,P≤0.01%,,其余为Fe。由本专利技术得到的焊缝金属不但具有更高的强度和韧性,而且能够适合于含硫化氢天然气输送管线的焊接。文档编号B23K35/22GK1273897SQ9911292公开日2000年11月22日 申请日期1999年5月14日 优先权日1999年5月14日专利技术者钱百年, 国旭明, 李晶丽, 刘权 申请人:中国科学院金属研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管线钢用高韧性抗腐蚀埋弧焊丝，其特征在于：它的主要化学成分（重量％）为Ｃ ０．０１～０．０８％，Ｍｎ １．２０～１．８０％，Ｓｉ ０．０５～０．５％，Ｔｉ ０．０３～０．１５％，Ｂ ０．００１～０．００８％，Ｍｏ ０．２０～０．５５ ％，Ｃｕ ０．２０～０．５％，Ｎｉ ０．０３～０．５％，Ｓ≤０．００５％，Ｐ≤０．０１％，其余为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱百年，国旭明，李晶丽，刘权，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]