[發明專利]一種用于極低溫奧氏體高錳鋼焊接的熔化極實心焊絲

在審

• 申請號: 202010762465.6
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111805120A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 周秀;魯科明;朱藤輝;白英華;許立寶
• 申請（專利權）人: 天津市永昌焊絲有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/12
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 劉瑩

本發明提供了一種用于極低溫奧氏體高錳鋼焊接的熔化極實心焊絲，其化學組分為，C:0.40?0.55wt％；Mn:22?26wt％；Si:0.30?0.70wt％；P≤0.020wt％；S≤0.010wt％；Cr：2.5?5.0wt％；Ni：1.5?4.0wt％；Mo：1.0?3.0wt％；Cu:0.20?0.90wt％；V：0.03?0.20wt％；Nb：0.01?0.05wt％；不可避免的雜質元素總和≤0.3wt％；余量為Fe，各組分的質量百分比之和為100％。本發明所述的實心焊絲，價格相對低廉，所形成的熔敷金屬在超低溫(?196℃)具有高韌性，強度與低溫奧氏體高錳鋼相匹配。

技術領域

本發明屬于熔化極實心焊絲領域，尤其是涉及一種用于極低溫奧氏體高錳鋼焊接的熔化極實心焊絲。

背景技術

液化天然氣(LNG)是將天然氣經過凈化處理后，由氣態變為液態，由于石油價格持續上漲，尋求替代能源、實現能源需求多元化的要求日趨迫切，各國對LNG的需求增長尤為迅猛。液化天然氣的儲存和運輸必須使用一種低溫專用鋼，長期以來，液化天然氣儲存和運輸的船舶上主要應用9Ni鋼，此種鋼使用溫度最低可達-196℃，但含較高的Ni元素，因此價格昂貴。

近年來，奧氏體高錳鋼因其低廉的價格和優異的塑韌性而備受矚目。研究表明奧氏體高錳鋼的低溫韌性、耐疲勞性、耐腐蝕性等性能與目前廣泛應用的9％Ni鋼相當。另外，金屬錳的價格比鎳元素價格相比較低，采用高錳鋼可大幅降低材料制造成本，因此，高錳鋼比傳統鎳系低溫鋼具有較明顯的優勢。2010年11月韓國大宇造船廠聯合現代公司、大宇造船海洋公司與浦項鋼鐵公司和五大船級社共同成立了名為“極低溫用高錳鋼及焊接材料共同開發”的項目，歷時5年的努力，成功實現批量生產。目前國內關于低溫奧氏體高錳鋼也開始進入研發階段，此種鋼板在應用過程中，采用焊接工藝進行結構及設備的制造，因此研發一種與高錳鋼配套使用的焊材材料是高錳鋼使用及發展過程中不可缺少的重要環節。

針對低溫奧氏體高錳鋼的熔化極實心焊絲，專利CN106938375(適用于-196℃工作溫度的熔化極氣體保護焊焊絲)公開了一種適用于低溫奧氏體高錳鋼配套使用的熔化極實心焊絲，該焊絲滿足了-196℃沖擊韌性良好，抗拉強度在582～695MPa，化學成分與母材相當，Ni元素含量在6.4～8.2wt％。此種焊絲抗拉強度小于700MPa，合金成分中雖然提高了Mn含量，降低了Ni元素含量，但仍有6.4～8.2wt％的Ni，會在一定程度上增加焊絲的成本。

發明內容

本發明旨在提出一種用于極低溫奧氏體高錳鋼焊接的熔化極實心焊絲，以克服現有技術的不足，本發明焊絲Ni元素含量降低至4％以下，大幅度節約了成本，價格相對低廉。并且通過添加其他強碳化物形成元素增強了奧氏體的強度，使焊縫金屬抗拉強度≥700MPa；所形成的熔敷金屬在超低溫(-196℃)具有高韌性，強度與低溫奧氏體高錳鋼相匹配。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用于極低溫奧氏體高錳鋼焊接的熔化極實心焊絲，其化學組分為，C:0.40-0.55wt％；Mn:22-26wt％；Si:0.30-0.70wt％；P≤0.020wt％；S≤0.010wt％；Cr：2.5-5.0wt％；Ni：1.5-4.0wt％；Mo：1.0-3.0wt％；Cu:0.20-0.90wt％；V：0.03-0.20wt％；Nb：0.01-0.05wt％；不可避免的雜質元素總和≤0.3wt％；余量為Fe，各組分的質量百分比之和為100％。

優選的，其化學組分為，C:0.40-0.45wt％；Mn:23-25wt％；Si:0.40-0.50wt％；P≤0.020wt％；S≤0.010wt％；Cr：3.4-3.8wt％；Ni：2.3-3.0wt％；Mo：1.4-2.0wt％；Cu:0.40-0.60wt％；V：0.06-0.10wt％；Nb：0.025-0.04wt％；不可避免的雜質元素總和≤0.3wt％；余量為Fe，各組分的質量百分比之和為100％。