[發(fā)明專利]新型耐候鋼微合金化復(fù)合包芯線

有效

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• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101875994A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊興龍;李志遠
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北猴王焊材有限公司
• 主分類號: C21C7/04
• 分類號: C21C7/04;C21C7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包芯線，尤其是涉及一種新型耐候鋼微合金化復(fù)合包芯線。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)都需要大量的低合金高強度鋼。但由是我國地域廣闊，氣候條件差異較大，鐵道、車輛、橋梁、塔架、管線等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)特別容易腐蝕。由于腐蝕的原因，每年我國有10-20％的鋼鐵結(jié)構(gòu)成為廢棄物，因此給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失。雖然目前業(yè)內(nèi)開發(fā)了一系列的耐腐蝕鋼，如09CuPCrNi耐候鋼等。然而現(xiàn)有的耐候鋼一般具有耐腐蝕性能有限、含Cu高(Cu元素太高，熱加工時容易產(chǎn)生熱脆，并可能影響鋼的焊接性能)、成本高的諸多技術(shù)問題，因此難以適應(yīng)經(jīng)濟建設(shè)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型耐候鋼微合金化復(fù)合包芯線，用于解決現(xiàn)有的耐候鋼含Cu高，耐腐蝕性能有限、成本高等技術(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：

該包芯線包括鋼外皮和粉狀內(nèi)芯，所述粉狀內(nèi)芯由下列化學(xué)成分按所述質(zhì)量百分比制成：Ca：15～20％，Mg：0.5～0.7％，Si：35～44.5％，Ba：1.0～1.5％，稀土金屬：1.5～3％，Zr：2.5～4.0％，Ti：1.2～1.8％，B：0.3～0.7％，Mo：0.8～1.2％，Mn：0.3～0.6％，Nb：0.8～1.2％，V：0.5～0.9％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，所述粉狀內(nèi)芯中的元素組份及質(zhì)量百分比為：Ca：20％，Mg：0.5％，Si：38％，Ba：1.2％，稀土金屬：1.9％，Zr：3.2％，Ti：1.6％，B：0.5％，Mo：0.9％，Mn：0.5％，Nb：0.9％，V：0.6％，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

利用復(fù)合包芯線將某些合金元素喂入鋼水中形成高熔點、使鋼的晶體細化對鋼材起到強化作用，特別是結(jié)構(gòu)鋼大線能量焊接時粗晶區(qū)任然有較高的韌性，使長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)具有良好的耐大氣腐蝕性能。本發(fā)明對鋼材性能的改善作用明顯，可顯著提高鋼材強度。本發(fā)明加入鋼水中，可以大大提高合金元素的收得率，提高貴重金屬成分的利用率，降低了鋼材制造的成本。

本發(fā)明包芯線中Ca改善夾雜物的形態(tài)和分布凈化鋼液的純潔度，提高鋼的品質(zhì)。將包芯線中的Ca的含量控制在Ca.18～28％內(nèi)，能改善鋼液的流動性能和鋼的質(zhì)量。

Si提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。并且Si與Ca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，包芯線中Si的含量控制在Si35～44.5％內(nèi)，具有良好的脫氧效果，同時還可提高鋼耐腐蝕性能。

Ba是活性元素，可降低鋼水中夾雜物含量、增加了鋼水的流動，使鋼水更加均勻。

復(fù)合使用Ca、Ba脫氧，其產(chǎn)物可形成多元互溶體，降低脫氧產(chǎn)物的活度和熔點。Ba可以起到促進Ca的作用，有利于脫氧進行，使鋼液凈化效果更好，有利于鋼中夾雜物聚集上浮。

復(fù)合使用Ca、Ba脫氧，反應(yīng)產(chǎn)物為低熔點的復(fù)合氧化物，有利于鋼中夾雜物聚集上浮。并且能降低脫氧產(chǎn)物的活度和熔點，有利于脫氧進行，使鋼液凈化效果更好。

稀土金屬又稱稀土元素，是元素周期表IIIB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，包芯線中的稀土元素可提高鋼的韌塑性特別是橫向沖擊韌性，改善鋼材的各向異性。并且稀土還能凈化和強化晶界，阻礙晶間裂紋的形成和擴展，有利于改善塑性尤其是高溫塑性；此外，稀土還能促進鐵素體中Nb、Ti、V等的碳(氮)化物析出，改變滲碳體的組成和結(jié)構(gòu)并使碳化物球化、細化和均勻分布，因此大大提高了鋼材的耐大氣腐蝕性能。

V(釩)可細化組織晶粒，提高強度和韌性。并且V與C形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗鋼材的耐氫腐蝕能力。

Mo(鉬)能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，Mo和Si等元素結(jié)合，有提高鋼抗腐蝕性和抗氧化的作用。

微量的B可以強化晶界，起到細化晶粒作用。并且和一定比例的Ti、稀土金屬相互作用，對鋼材起到了很強的細化晶粒作用。

Nb(鈮)具有細化晶粒的作用，顯著抑制奧氏體的再結(jié)晶，提高再結(jié)晶溫度，防止晶間腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，提高低碳鋼抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。

Zr(鋯)可以降低N的有害作用，在鋼中形成氮化物，可以細化晶粒，抑制奧氏體晶粒的長大，從而提高鋼材的力學(xué)性能，特別是提高鋼材的抗裂紋擴展能力。