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一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲的制作方法

文檔序號:3240578閱讀:268來源:國知局
專利名稱:一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲。
背景技術(shù)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,工業(yè)領(lǐng)域結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)一步加快,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型加速升級,能源需求日益增大,火電項目逐漸萎縮,而核電項目進(jìn)行得如火如荼。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前,我國在運核電機組13臺,總裝機達(dá)到1080萬千瓦,在建機組達(dá)28臺,裝機容量達(dá)3097萬千瓦。雖然受到日本核泄漏事故的影響,我國核電已開工項目有所延期,但在2015年之前基本可以完成,屆時裝機總?cè)萘繉⑦_(dá)到4000余萬千瓦。同時,業(yè)內(nèi)普遍預(yù)期2020年我國核電裝機容量目標(biāo)將至少達(dá)到7000萬千瓦。正是基于強大的市場需求,國內(nèi)幾家大型的鋼鐵企業(yè)如寶鋼、濟(jì)鋼等相繼為核電工程成功開發(fā)了一些專用壓力容器鋼材,如ASME標(biāo)準(zhǔn)SA738Gr.B鋼板,它具有較高的強度、良好的塑韌性和焊接性能,是第三代核電技術(shù)AP1000中核反應(yīng)堆安全殼用鋼板,用于制造核反應(yīng)堆廠房鋼質(zhì)安全殼,是核電站防止核輻射的最后一道安全屏障。而針對這種高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼在工程實際運用中沒有專用的自動埋弧橫焊焊絲,這大大影響了工程的進(jìn)度,增加了工人的勞動強度,為此,迫切需要開發(fā)匹配的焊絲來改善這一狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼(如SA738Gr.B鋼)用自動埋弧橫焊焊絲,專門用于高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼橫焊位的自動埋弧焊(SAW),配合熔煉型焊劑使用。一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲,主要包括以下重量配比的化學(xué)成分:C:0.04% 0.07%S1:0.20 0.60%Mn:1.25 2.25%S 0.010%P 0.005%N1:0.70 1.10%Mo:0.40 0.65%Cu 0.35%Cr 0.25%Ti 0.12%B:0.0028 0.006%余量為Fe。
所述焊絲直徑為2.4mm 5.0mm。本發(fā)明提供的焊絲中各化學(xué)成分具有如下作用:C:C的重量控制在0.04% 0.07%,主要是因為C元素的含量對焊縫的強韌性及其組織有較大影響。過高的C含量會促進(jìn)高碳馬氏體的形成、珠光體比例的增加,焊縫韌性的下降,焊縫金屬增加冷裂紋的敏感性;過低的C含量則使焊縫強度降低,鐵素體比例升聞。S1:Si的重量控制在0.20% 0.60%,主要因為Si具有脫氧作用,是重要的脫氧齊U。適量的Si會對降低焊縫中的氧含量、提高焊縫金屬的韌性有重要作用,但過量的Si會導(dǎo)致焊縫韌性降低。Mn =Mn是重要的脫氧劑和脫硫劑,同時也是焊縫金屬重要的合金元素,是焊縫強韌性的重要元素,過高的Mn含量易造成Mn的偏析,產(chǎn)生M-A組織,降低焊縫金屬韌性,過低則易導(dǎo)致脫氧脫硫不充分,同時焊縫金屬強度不足,故把Mn含量控制在1.25% 2.25%。S、P:S、P是有害元素,對焊縫金屬在低溫下的韌性不利,在實際生產(chǎn)中應(yīng)盡量降低其含量,故 S S 0.010% ;P 0.005% ONi:Ni是焊縫金屬中重要的合金元素,它有利于提高焊縫金屬的低溫韌性,降低脆性轉(zhuǎn)變溫度,當(dāng)它含量過高時會焊絲強度及硬度提高,成本升高,并且會增大熱裂敏感性,故控制在0.70% 1.10%。Mo =Mo是固溶強化的主要元素,可以提高顯著提高焊縫金屬強度及改善焊縫組織性能,但它易與其他元素結(jié)合生成碳化物,含量過高時將會對韌性產(chǎn)生不利影響,故控制在
0.40% 0.65%。Cu =Cu的含量控制在< 0.35%,它同樣以固溶強化方式提高焊縫強度,降低針狀鐵素體起始轉(zhuǎn)變溫度,提高針狀鐵素體含量,過高時會焊縫韌性不利。Cr =Cr對焊縫金屬強韌性影響較大,能明顯提高焊縫強度,并有細(xì)化鐵素體晶粒的作用,但過高時會導(dǎo)致焊縫金屬冷裂紋敏感性增加,因此其含量控制在< 0.25%以內(nèi)。Ti =Ti可細(xì)化焊縫金屬組織,是強脫氧劑,對降低焊縫金屬中的含氧量有重要作用,同時能提高電弧的穩(wěn)定性,還可以改善施焊時抗氣孔性和提高低溫沖擊韌性,其氧化物為造渣劑,有利于焊縫成型和減少飛濺,因此其含量控制在< 0.12%以內(nèi)。B:B元素的含量控制在0.0028% 0.006%,固溶的B能控制先共析鐵素體的析出,推遲奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度,有利于晶粒內(nèi)針狀鐵素體形成。上述焊絲的生產(chǎn)工藝,主要包括轉(zhuǎn)爐、精煉、模鑄、軋制、吐絲、集卷、粗拉、精拉、鍍銅、層繞包裝,其特征在于:選用S、P含量低的原材料,控制入爐鐵水硫含量,添加S1、Mn、N1、Mo、Cu、Cr、T1、B合金元素,冶煉出合格的鋼水,再生產(chǎn)出直徑為2.4mm 5.0mm的焊絲。上述焊絲用于高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼橫焊位的自動埋弧焊(SAW),配合熔煉型焊劑使用的用途。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明焊絲可用于640MPa以上強度級別的高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼橫焊位的焊接,與熔煉型焊劑匹配,采用SAW焊接,具有良好的焊接工藝性能,焊接效率高,焊縫具有高強度、高韌性,良好的低溫沖擊韌性。
具體實施例方式為了加深對本發(fā)明的理解,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。實施例1生產(chǎn)工藝:按本發(fā)明的成分設(shè)計進(jìn)行焊絲盤條生產(chǎn),選用S、P含量低的原材料,控制入爐鐵水硫含量,添加S1、Mn、N1、Mo、Cu、Cr、T1、B合金元素,冶煉出合格的鋼水,再生產(chǎn)焊絲,其工藝過程主要包括:轉(zhuǎn)爐一精煉一模鑄一軋制一吐絲一集卷一粗拉一精拉一鍍銅一層繞包裝,生產(chǎn)出直徑為4.0mm的成品焊絲?;瘜W(xué)成分測試:焊絲熔敷金屬的化學(xué)成分經(jīng)DF-200直讀光譜儀、ZY-HWC9型高頻紅外碳硫分析儀分析,結(jié)果見表I。表I實施例一熔敷金屬的化學(xué)成分(Wt%,余量為Fe)
權(quán)利要求
1.一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲,主要包括以下重量配比的化學(xué)成分: C:0.04% 0.07%S1:0.20 0.60%Mn:1.25 2.25%S:彡 0.010%P:彡 0.005%N1:0.70 1.10%Mo:0.40 0.65%Cu:彡 0.35%Cr:彡 0.25% Ti 0.12%B:0.0028 0.006% 余量為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲,其特征在于:所述焊絲直徑為2.4mm 5.0mm。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲的生產(chǎn)工藝,其特征在于:主要包括轉(zhuǎn)爐、精煉、模鑄、軋制、吐絲、集卷、粗拉、精拉、鍍銅、層繞包裝,其特征在于:選用S、P含量低的原材料,控制入爐鐵水硫含量,添加S1、Mn、N1、Mo、Cu、Cr、T1、B合金元素,冶煉出合格的鋼水,再生產(chǎn)出直徑為2.4mm 5.0mm的焊絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊絲的用途,其特征在于:用于高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼橫焊位的自動埋弧焊,配合熔煉型焊劑使用的用途。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強高韌低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼用自動埋弧橫焊焊絲,主要包括C、Si、Mn、S、P、Ni、Mo、Cu、Cr、Ti、B等化學(xué)成分,用于高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼橫焊位的自動埋弧焊(SAW),配合熔煉型焊劑使用。本發(fā)明焊絲可用于640MPa以上強度級別的高強度高韌性低合金調(diào)質(zhì)壓力容器鋼橫焊位的焊接,與熔煉型焊劑匹配,采用SAW焊接,具有良好的焊接工藝性能,焊接效率高,焊縫具有高強度、高韌性,良好的低溫沖擊韌性。
文檔編號B23K35/30GK103100801SQ20121055917
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者劉小軍, 張德遠(yuǎn), 付偉, 郭寅斌, 劉興海, 陳健, 楊清勇 申請人:貴州航天凱宏科技有限責(zé)任公司
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