專利名稱：一種含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接材料技術(shù)，特別是一種含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬。
背景技術(shù)：
目前，我國船體結(jié)構(gòu)鋼焊接采用的手工焊條，絕大多數(shù)都是普通低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條，采用普通H08焊芯，藥皮過度合金元素，熔敷金屬中的Ni含量在1.4%以下，不含Cu，如390MPa的TH907焊條、440MPa的TH945焊條等。對(duì)于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼用焊條也有研究，如專利200310100196焊條，其熔敷金屬屈服強(qiáng)度在950MPa以上，Mn含量為I. 2 I. 9%，Mo沉淀強(qiáng)化為主，Mo含量0. 66%以上，不含Cu ;專利03104883. 8焊條，其熔敷金屬屈服強(qiáng)度在760MPa以上，Mn含量為I. 2 I. 6%，Mo沉淀強(qiáng)化為主，Mo含量0. 66%以上，不含Cu ;專利200610066049. 2焊條，其熔敷金屬屈服強(qiáng)度在780MPa以上，為高Ni焊條，Ni含量在7. 1%以上，同時(shí)含有Co、Nb等元素，不含Cu ;專利200610017847. 6焊條，其熔敷金屬屈服 強(qiáng)度在950MPa以上，Mn、Mo強(qiáng)化，Mn含量為I. 2 2. 2%, Mo含量0. 60%以上，不含Cu。專利200410037809. 8焊條，其熔敷金屬屈服強(qiáng)度在780MPa以上，Ni含量為2. 9 6. 9%，Cu含量在0.9%以下。這些高強(qiáng)度焊條目前尚未用于船體結(jié)構(gòu)焊接。已經(jīng)應(yīng)用的屈服強(qiáng)度785MPa的V840焊條，其熔敷金屬中含有較高的Cr (0.5 1.0%)、Mo (0. 3 0. 6%)，不含Cu。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，能夠適用于高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼手工焊接，具有高強(qiáng)度、高韌性。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明的一種含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，屬于Mn-Ni-Cr-Cu系，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:C :0. 030/0. 080 ； Mn :0. 60/0. 90 ；Si :0. 15/0. 35 ； Ni :2. 20/2. 85 ；Cr 0. 62/1. 00 ；Mo 0. 40/0. 60 ；Cu :0. 70/1. 10 ;其余為 Fe。優(yōu)選的，所述的含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C :0. 046/0. 072 ； Mn :0. 60/0. 83 ；Si :0. 15/0. 35 ； Ni :2. 48/2. 66 ；Cr :0. 62/1. 00 ；Mo 0. 44/0. 60 ；Cu 0. 93/1. 10 ;其余為 Fe。進(jìn)一步的，所述的含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)S 彡 0. 020 ；P ( 0. 018。本發(fā)明與其它高強(qiáng)鋼手工焊條相比，主要有以下特點(diǎn)
(1)含有適量的C元素；
(2)Ni元素含量適中；
(3)含有較高的Cu。對(duì)于含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬領(lǐng)域技術(shù)來說，由于焊接的本體金屬性能的限制，熔敷金屬本身的材料性能達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)即可達(dá)到使用要求。過高的話，材料性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所焊接的本體材料，則指標(biāo)失去實(shí)際意義。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員主要努力解決的技術(shù)問題在于如何降低成本、提高產(chǎn)品匹配性、制品耐久性等，特別是如何在不使用或者降低使用稀有元素的情況下，制造出合格的產(chǎn)品，擴(kuò)大產(chǎn)品的適用范圍，滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。焊縫中的C能夠使焊縫金屬保持足夠的強(qiáng)度，并可以提高焊縫抗腐蝕性。對(duì)于高強(qiáng)度鋼來說，C含量高會(huì)使鋼的焊接性惡化，容易產(chǎn)生焊接裂紋。因此，本發(fā)明中，C含量作為受限元素需加以控制。Mn作為合金化元素，不僅能夠提高焊縫強(qiáng)度，而且能夠在焊接過程中使焊縫脫氧，提高焊縫純凈度，改善焊接接頭韌性，因此，本發(fā)明要求熔敷金屬中保持一定范圍的含Mn量。Si屬于合金化元素，在焊接過程中參與脫氧和滲合金，同時(shí)對(duì)提高焊縫強(qiáng)度、改善焊接工藝性具有益處。但Si含量過高會(huì)降低焊縫低溫沖擊功，因此，本發(fā)明對(duì)Si含量范圍也有明確規(guī)定。Cr元素可以提高焊縫強(qiáng)度和硬度，改善焊縫金屬耐腐蝕性，但Cr太高會(huì)使焊縫脆化，造成韌性下降。本發(fā)明對(duì)Cr含量限制在I. 00%以下。Ni作為合金元素，在低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接材料中，主要作用是提高焊縫的低溫韌性。但Ni含量過高會(huì)顯著增加焊條成本。本發(fā)明為了達(dá)到焊縫高韌性的技術(shù)指標(biāo),將Ni含量限制在2. 20 2. 90%。Mo在一定范圍內(nèi)不僅能夠提高焊縫強(qiáng)度，而且可以細(xì)化晶粒，改善焊縫韌性，因此，本發(fā)明將Mo含量控制在0. 40、. 60%的范圍內(nèi)。Cu在焊縫中能夠細(xì)化晶粒，提高焊縫強(qiáng)韌性和抗腐蝕能力。本發(fā)明中Cu含量限制在0. 70 1. 10%之間。S、P是有害雜質(zhì)，容易引起焊接接頭裂紋，需嚴(yán)格限制。本發(fā)明中S限制在0.020%以下，P限制在0.018%以下。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果
采用本發(fā)明的熔敷金屬焊接10CrNi5MoV鋼，焊接工藝性良好，熔敷金屬屈服強(qiáng)度在735MPa以上，延伸率大于16%，斷面收縮率大于50%，_50°C低溫沖擊功達(dá)到34J以上，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實(shí)施例方式采用該熔敷金屬成分的焊條焊接10CrNi5MoV鋼，制備了熔敷金屬試樣，進(jìn)行了基本性能試驗(yàn)，結(jié)果列于表f表3。其中表I為實(shí)施例熔敷金屬試板焊接工藝參數(shù)；表2為實(shí)施例一至實(shí)施例五的熔敷金屬化學(xué)成分；表3為實(shí)施例一至實(shí)施例五的熔敷金屬力學(xué)性倉泛。表I
權(quán)利要求
1.一種含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，其特征是熔敷金屬屬于Mn-Ni-Cr-Cu系，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C :0. 030/0. 080 ; Mn :0. 60/0. 90 ;Si :0. 15/0. 35 ; Ni:2.20/2. 85 ；Cr :0. 62/1. 00 ；Mo :0. 40/0. 60 ；Cu :0. 70/1. 10 ;其余為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，其特征是其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C :0. 046/0. 072 ； Mn :0. 60/0. 83 ；Si :0. 15/0. 35 ； Ni :2. 48/2. 66 ；Cr 0.62/1. 00 ；Mo 0. 44/0. 60 ；Cu :0. 93/1. 10 ;其余為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2任一項(xiàng)所述含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，其特征是其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)s ( 0. 020 ；P ( 0. 018。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種含銅的高強(qiáng)度高韌性焊條熔敷金屬，熔敷金屬屬于Mn-Ni-Cr-Cu系，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為C0.030/0.080；Mn0.60/0.90；Si0.15/0.35；Ni2.20/2.85；Cr0.62/1.00；Mo0.40/0.60；Cu0.70/1.10；其余為Fe。本發(fā)明與其它高強(qiáng)鋼手工焊條相比，含有適量的C元素；Ni元素含量適中；含有較高的Cu；采用本發(fā)明的熔敷金屬焊接10CrNi5MoV鋼，焊接工藝性良好，熔敷金屬屈服強(qiáng)度在735MPa以上，延伸率大于16%，斷面收縮率大于50%，-50℃低溫沖擊功達(dá)到34J以上，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號(hào)B23K35/30GK102728966SQ20121020743
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者丁永忠, 付學(xué)滿, 王效蓮 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所