[發明專利]一種X100管線鋼用高強高韌埋弧焊絲

有效

• 申請號: 201310025309.1
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103084752A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 曹能;錢偉方;劉碩
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K9/18;B23K101/10
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明屬于鋼鐵產品線材類，特別涉及一種X100管線鋼用高強高韌埋弧焊絲，該焊絲與堿性焊劑匹配時能夠獲得適應X100管線鋼焊接接頭要求的焊縫，其抗拉強度大于760MPa，焊縫金屬-40℃沖擊功大于150J。

背景技術

管線鋼用于制造石油、天然氣輸送管道用焊管，天然氣輸送管道通常采用大口徑高壓輸送的方式，這種輸送方式對板材提出了高強、高韌的要求。近年來，高等級管線鋼(如X80)開始大范圍的應用在管道工程中，如中國的西氣東輸二線主線全部采用X80管線鋼鋪設。更高等級的管線鋼(X100)也已經被開發出來，將會逐步應用到工程中去。由于X100以上的管線鋼強度非常高，而且管道對焊管的低溫韌性要求非常高，因此要求采用的埋弧焊絲和焊劑匹配焊接的焊縫也具有高強、高韌的特性。

國內使用最廣泛的埋弧焊絲為H08MnMoTiB(專利號CN1068528A)，該焊絲與SJ101焊劑匹配能夠獲得良好的焊縫沖擊韌性以及抗拉強度，在陜京線、陜京二線、西氣東輸一線等國家重大輸氣管線中得到了大量的應用，并獲得良好的效果。但是該焊絲匹配管線鋼的等級主要范圍在X60～X70之間，在匹配X80時，焊縫強度稍顯不足。

現有國內管線用埋弧焊絲匹配的管線鋼鋼級X70及以下包括中國專利CN1068528A、CN1273897、CN1077152、CN1273897A、CN1305879A。匹配X80管線鋼的的焊絲如中國專利CN1376553A、CN101104229。中國專利CN1376553A主要化學成分為Mn、Si、Mo、Ni、Ti、B、Cu、Zr等元素，通過多元素綜合作用提高焊縫的強度和韌性；中國專利CN101104229主要化學成分為Mn、Si、Mo、Cr、Ti、B等元素，該專利在專利CN1068528A基礎上提高Mn含量，同時加入Cr來提高焊縫的強度以適應X80。

中國專利CN1376553A焊絲與焊劑SJ102匹配后得到的焊縫強度在650MPa左右。中國專利CN101104229焊絲與BGSJ101-G焊劑匹配能得到焊縫金屬抗拉強度大于700MPa；焊縫金屬-20℃沖擊功大于150J。

焊縫強度達到X100要求的焊絲如中國專利CN1919524，化學成分為：C0.06～0.12，Si0.03～0.20，Mn1.50～2.00，Cr0.20～0.60，Ni1.40～2.60，Mo0.10～0.50，Cu0.10～0.60，Ti0.06～0.20，B0.002～0.010，余量為Fe及不可避免的雜質。該焊絲與堿性燒結焊劑匹配，焊縫的抗拉強度≥800MPa，-40℃沖擊韌性A_KV≥47J。該焊絲的強度達到了X100大于760MPa的要求，但是沖擊韌性值偏低，有待于進一步提高。

發明內容

本發明的目的提供一種X100管線鋼用高強高韌埋弧焊絲，與管線鋼X100相匹配的高強高韌埋弧焊絲，該焊絲與堿性焊劑匹配時能夠獲得適應X100管線鋼焊接接頭要求的焊縫，其抗拉強度大于760MPa，焊縫金屬-40℃沖擊功大于150J。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種X100管線鋼用高強高韌埋弧焊絲，其成分重量百分比為：C0.01％～0.06％，Si0.30％～0.50％，Mn1.20％～1.80％，Cr0.20％～0.50％，Ni1.50％～3.00％，P＜0.010％，S＜0.005％，Ti0.01％～0.10％，Mo0.30～0.60％，B0.001％～0.008％，Al0.01％～0.03％，Nb0～0.06％，其余為Fe和不可避免雜質，且，C+Mn/10的值控制在0.18～0.20％之間，Al+Ti+10B的值控制在0.100～0.115％之間。

進一步，本發明埋弧焊絲成分中還包括Nb0～0.06％，重量百分比計在本發明焊絲成分設計中：

C元素含量對焊縫的強度和韌性具有較大的影響。當C含量較低時，焊縫強度較低，鐵素體比例增加，韌性較高。當C含量較高時，焊縫強度增加，珠光體比例增加，焊縫韌性下降。將C含量控制在0.01～0.06％，用來提高焊縫的韌性。

Mn可以起脫氧作用，防止導致熱裂紋產生的碳化鐵夾雜物形成，促使鐵素體晶粒和碳化物細化，從而提高焊縫的強度和韌性。本發明中Mn含量控制在較高的水平，主要用來提高焊縫強度，彌補低C造成的強度損失。將Mn含量控制在1.20～1.80％。