[發(fā)明專利]石油、天然氣輸送管道專用焊絲

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910061336.8
• 申請(qǐng)日: 2009-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN101518857A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊興龍;曲朝霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北猴王焊材有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊絲，尤其是涉及一種石油然氣輸送管道專用焊絲。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)石油天然氣輸送事業(yè)的發(fā)展，輸油、氣管道輸送壓力和管徑的 逐漸增大，開始采用X80鋼級(jí)大口徑鋼管，該鋼管韌性好，延伸率和抗沖擊 性能比較高，能承受較大的應(yīng)力，具有良好的抗震及氣密性能。由于鋼管強(qiáng) 度和韌性大幅提高，作為與天然氣輸送工程用鋼配套的焊接材料，不僅要具 有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，而且要具有較好的工藝適應(yīng)性。對(duì)于X80 以上高強(qiáng)度管道，如果環(huán)焊縫不匹配，HAZ粗晶區(qū)軟化嚴(yán)重，那么會(huì)對(duì)管道承 載能力、耐腐蝕性能、韌性將會(huì)造成極大影響，因此目前對(duì)強(qiáng)度高、韌性好、 低溫沖擊值高的焊絲需求很大，然而縱觀現(xiàn)有焊接材料，卻很少發(fā)現(xiàn)品質(zhì)高、 成本低的專業(yè)石油天然氣輸送管道專用焊絲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種耐海水腐蝕、具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能的埋弧 焊絲，以解決現(xiàn)有海洋工程用鋼進(jìn)行埋弧焊時(shí)，缺乏專用焊接材料的技術(shù)問 題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：它由下列 化學(xué)成分按質(zhì)量百分比制成：Cr0.10-0.40％，Mo0.30-0.50％，C0.07-0.11％， Si0.11-0.24％，Mn1.55-1.80％，Nb0.015-0.04％，V0.01-0.03％，Ti0.03 -0.07％，B0.003-0.007％，P≤0.01％，S≤0.02％，余量為鐵和不可避免的雜 質(zhì)。

作為優(yōu)選，在本發(fā)明組分中：Cr0.30％，Mo0.42％，C0.08％，Si0.22％， Mn1.60％，Nb0.03％，V0.02％，Ti0.06％，B0.004％，P≤0.01％，S≤0.02％，余 量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，在本發(fā)明組分中：Cr0.25％，Mo0.37％，C0.08，Si0.15％， Mn1.70％，Nb0.04％，V0.025％，Ti0.05％，B0.006％，P≤0.01％，S≤0.02％，余 量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

在本發(fā)明化學(xué)成分中，碳元素是強(qiáng)間隙固溶強(qiáng)化元素，可提高強(qiáng)度，但 不能依靠其提高強(qiáng)度。將焊絲中碳含量控制在0.07-0.11％，即保持一定的韌 性，也獲得了良好的焊接性。

焊絲中的Cr含量控制在0.1-0.4％內(nèi)，能提高焊縫的抗氧化性。同時(shí)可 提高焊縫中針狀鐵素體含量并細(xì)化鐵素體晶粒，能顯著提高焊縫強(qiáng)度和低溫 韌性。

Mn能推遲奧氏體冷卻時(shí)鐵素體的析出，有效地起到對(duì)鐵素體固溶強(qiáng)化和 細(xì)化晶粒作用。當(dāng)焊絲中的含錳量在1.55-1.80％時(shí)，焊縫可保持較高的塑性 及韌性。Si元素與Mn起著聯(lián)合脫氧作用，可從熔化的金屬中以分離氧化和分 離汽化作用帶走氧，當(dāng)焊絲中Si的含量控制在0.11-0.24％時(shí)，可增強(qiáng)焊縫 延展性、增大抗張強(qiáng)度。

Mo元素的添加，提高了焊縫耐硫化物應(yīng)力蝕裂性。使鋼管可以用于pH值 為4.0和0.001MPa的硫化氫環(huán)境中。特別是0.35-0.40％的Mo，還可提高了 焊縫鋼的淬透性，并通過降低珠光體轉(zhuǎn)變溫度來提高焊縫的強(qiáng)度和硬度。

此外，為了補(bǔ)償由于低碳造成的強(qiáng)度損失。本發(fā)明還加入Nb、Ti等微合 金元素，當(dāng)焊絲中的Nb元素在0.015-0.03％之間時(shí)，可以使晶粒細(xì)化，并且 Nb的碳化物以NbC質(zhì)點(diǎn)析出來阻止再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大，從而得到的焊縫具有 良好的延性和可彎曲性、更高屈服強(qiáng)度的室溫組織。并且Nb與Mn、Mo元素 協(xié)同作用，可以進(jìn)一步提高焊縫的沉淀強(qiáng)化效果。展現(xiàn)出特別高的屈服強(qiáng)度 和良好的韌性。焊絲中添加0.05-0.08％的Ti，焊接時(shí)可以有效地防止在熱 影響區(qū)產(chǎn)生晶間應(yīng)力腐蝕裂紋，并且Ti的氮化物可以可以有效地抑制先共析 鐵素體的形成，使焊縫獲得細(xì)小、均勻的針狀鐵素體組織。當(dāng)焊絲中的B在 0.003-0.007％時(shí)，可使焊縫具有高的淬透性，并且Mo、B復(fù)合作用使過冷奧 氏體向鐵素體的等溫轉(zhuǎn)變曲線進(jìn)一步右移，使貝氏體轉(zhuǎn)變開始線明顯突出， 促進(jìn)低碳貝氏體形成。

當(dāng)焊絲中的V在0.01-0.03％時(shí)，其氮化物和碳化物析出物非常細(xì)小，能 提高鐵素體晶粒的強(qiáng)度，還能控制焊縫冷卻速率，有利于得到低碳貝氏體組 織。