一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括：Cr：22?26％，Si：0.15?0.25％，Ni：2?8％，Ti：≤0.035％，Mn：2.3?2.8％，Lu：≤0.32％，B：≤0.002％，C：≤0.021％，Nb：≤0.045％，AL：≤0.051％，Mo：≤0.12％，N：≤0.14％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明強(qiáng)度高，韌性好。
【專利說明】
一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及焊絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲。
【背景技術(shù)】
[0002]石油天然氣長輸管道采用高鋼級(jí)輸送具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。近年來管線鋼板在天然氣長輸管線的應(yīng)用不斷增加，該鋼管韌性好，強(qiáng)度高，延伸率較高，能承受較大的應(yīng)力，具有良好的抗震及氣密性。由于鋼管的高強(qiáng)度及高韌性，因而要求與之相匹配的焊絲也應(yīng)具有相應(yīng)的強(qiáng)度和高韌性。而現(xiàn)有的焊接材料的韌性與強(qiáng)度尚不能滿足XlOO級(jí)管線鋼板的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，強(qiáng)度高，韌性好。
[0004]本發(fā)明提出的一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:
[0005]Cr:22-26% ,Si: 0.15-0.25% ,Ni: 2-8% ,Ti:.035% ,Mn: 2.3-2.8% ,Lu: ^0.32% ,B:^0.002% ,C: ^0.021% ,Nb:^0.045% ,AL:^0.051% ,Mo:^0.12% ,N:^
0.14%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]優(yōu)選地，其中Mn、Ti的含量滿足函數(shù)關(guān)系式:ηη = 0.005ΧηΜη2+0.000052;ηΜη、ηη分別表示Mn、Ti在組分中所占重量百分比。
[0007]優(yōu)選地，Cr、Ni及 Si 的重量比為 23-24:4-6:0.18-0.22。
[0008]優(yōu)選地，Ti與 Mn 的重量比為 0.016-0.002:2.4-2.6。
[0009]優(yōu)選地，C、Mo及N的重量比為0.016-0.02:0.05-0.1:0.04-0.08。
[0010]優(yōu)選地，Lu與 Nb 的重量比為 0.01-0.018:0.015-0.03。
[0011]優(yōu)選地，所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:Cr:23-24%，S1:0.18-0.22%，N1:4-6% ,Ti: 0.016-0.002% ,Mn:2.4-2.6% ,Lu:0.01-0.018% ,C:0.016-0.02%，Nb:0.015-0.03%，AL:0.01-0.025% ,Mo:0.05-0.1 % ,N:0.04-0.08% ,B:^0.0016%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0012]本發(fā)明中，0、附、(:、]\111、？、3、]\10、11^、11、恥、六1^、￥、8配合作用，可促使在焊縫中產(chǎn)生大量高密度位錯(cuò)的細(xì)針狀鐵素體組織，本發(fā)明可滿足低溫裝備及其低溫條件下的高強(qiáng)度、高韌性及耐腐蝕系列鋼種的焊接技術(shù)要求，焊接工藝性能好，適合焊接電流范圍較大，無氣孔、成型美觀，焊縫具有與基材相當(dāng)高的強(qiáng)韌性能和優(yōu)良的耐低溫性能。
[0013]其中Mn與Ti配合作用，并合理控制兩者含量關(guān)系，Mn在鋼中穩(wěn)定奧氏體的作用約為鎳的二分之一，錳在焊接過渡到焊縫中時(shí)，通過脫氧反應(yīng)形成氧化物夾雜或氧硫復(fù)合物夾雜，還有一部分夾雜物是Ti脫氮形成的氮化物，這些夾雜物可作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點(diǎn)，形核質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量直接決定針狀鐵素體針片的大小，協(xié)同作用制品強(qiáng)度極高，韌性極為優(yōu)升。
[0014]而鉻在不銹鋼中的作用是提高鋼的耐腐蝕性能。其原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后，促使其內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)有利于抵抗向腐蝕破壞的方向發(fā)展。具體原理:首先鉻使鐵基固溶體的電極電位提高，其次鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化。即鉻在氧化以后可以在不銹鋼表面形成一層Cr203的保護(hù)膜，阻止外界酸堿因子的進(jìn)入和繼續(xù)腐蝕。
[0015]鎳在不銹鋼中的作用是提高鋼的耐腐蝕性能及改善其工藝性能。其原因是鎳和鉻在不銹鋼中是配合發(fā)揮作用的，鎳可使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而改善不銹鋼的耐腐蝕性能和工藝性能即延展性能。
[0016]碳在不銹鋼中的作用一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，另一方面碳與鉻形成一系列復(fù)雜的碳化物，影響不銹鋼的耐腐蝕性能?？稍诤艽蟪潭壬峡朔t鎳不銹鋼的晶間腐蝕，且易于焊接及冷變形等。
[0017]錳在不銹鋼中的作用一方面是降低鋼的臨界淬火速度，冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫;另一方面Mn是焊縫強(qiáng)韌化的有效元素，在焊縫中有利于脫氧，防止引起熱裂紋鐵硫化物的形成。
[0018]硅在不銹鋼中作用是焊接時(shí)起脫氧和強(qiáng)化焊縫的作用，且硅也是形成鐵素體的元素，在一般不銹鋼中為常見雜質(zhì)元素，而一定量的硅對(duì)不銹鋼的工藝性能有著重要影響。
[0019]另外，鉬可增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度而不減其可塑性及韌性，同時(shí)能使鋼在高溫下有足夠的強(qiáng)度和改善鋼的耐蝕性和冷脆性。一定量的銅作為合金元素可改善合金鋼的耐大氣腐蝕性等特殊要求。欽可細(xì)化晶粒、防止鋼中廣生氣泡與晶間腐蝕，改善鋼的品質(zhì)和提尚鋼的機(jī)械性能。鈮作為合金元素之一可以提高鋼的強(qiáng)度，改善不銹鋼的焊接性能?？商岣咪摰膹?qiáng)度、彈性、沖擊初性，尤其能提尚鋼的尚溫強(qiáng)度。媽有利于提尚鋼的婦變強(qiáng)度，具有回火穩(wěn)定性和良好的高溫強(qiáng)度。硼具有提高鋼的淬透性和細(xì)化晶粒的作用。另外不可避免夾雜有硫、磷有害元素，故將其含量控制在較低范圍內(nèi)，以提高焊縫純凈度和焊接性能及進(jìn)一步提高焊縫耐候性能。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]—種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:
[0023]Cr:22%,Si:0.25%,Ni:2% ,Ti:0.034% ,Mn: 2.8% ,Lu: 0.32% ,B: 0.002% , C:0.021%，Nb:0.045%，AL:(h051%，Mo:(hl2%，N:(hl4%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。
[0024]實(shí)施例2
[0025]—種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:
[0026]Cr:26% ,Si:0.15% ,Ni: 8% ,Ti:0.02 % ,Mn: 2.3% ,Lu: 0.3% ,B:0.001 % ,C:0.018% ,Nb:0.032% ,AL:0.046% ,Mo:0.05% ,N:0.02%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0027]實(shí)施例3
[0028]—種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:
[0029]Cr:23%,Si:0.22%,Ni:4% ,Ti:0.002% ,Mn:2.4% ,Lu:0.018% ,C:0.016% ,Nb:0.03%41^0.01%，]?〇:0.1%小:0.04%，8:0.0016%，余量為？6及不可避免的雜質(zhì)。
[0030]實(shí)施例4
[0031]—種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:
[0032]Cr:24%,Si:0.18% ,Ni: 6% ,T1:0.016% ,Mn:2.6% ,Lu:0.01 % ,C: 0.02 %,Nb: 0.015%，AL:0.025%，Mo:0.05%，N:0.08%，B:0.0011%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0033]實(shí)施例5
[0034]—種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其原料按重量百分比包括:
[0035]Cr:23.2%,Si:0.19%,Ni:5.3%,Ti:0.018%,Mn:2.5%,Lu:0.014%,C: 0.019%，Nb:0.022%，AL:0.015%，Mo:0.095%，N:0.06%，B:0.0015%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，其原料按重量百分比包括: Cr:22-26% ,Si:0.15-0.25% ,Ni:2-8% ,Ti:≤0.035% ,Mn:2.3-2.8%，Lu:≤0.32%，B:≤0.002%，C:≤0.021%，NB:≤0.045%，AL≤0.051%，Mo:≤0.12%小:≤0.14%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，其中Mn、Ti的含量滿足函數(shù)關(guān)系式:11竹=0.005\隨112+0.000052;11(^、11竹分別表示]\111、11在組分中所占重量百分比。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，Cr、Ni 及 Si 的重量比為 23-24:4-6:0.18-0.22。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，Ti與Mn的重量比為0.016-0.002:2.4-2.6。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，C、Mo 及 N 的重量比為0.016-0.02:0.05-0.1:0.04-0.08。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，Lu與Nb的重量比為0.01-0.018:0.015-0.03。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的具有優(yōu)異韌性的石油天然氣長輸管道用焊絲，其特征在于，其原料按重量百分比包括:Cr:23-24%，S1:0.18-0.22%，N1:4-6%，T1:0.016-.0.002% ,Mn:2.4-2.6% ,Lu:0.01-0.018%，C:0.016-0.02%，Nb:0.015-0.03% ,AL:0.01-.0.025%，Mo:0.05-0.1%，Ν:0.04-0.08%，Β:≤0.0016%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【文檔編號(hào)】B23K35/30GK106078001SQ201610635428
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日 公開號(hào)201610635428.2, CN 106078001 A, CN 106078001A, CN 201610635428, CN-A-106078001, CN106078001 A, CN106078001A, CN201610635428, CN201610635428.2
【發(fā)明人】盧齊元
【申請(qǐng)人】天長市通聯(lián)焊業(yè)有限公司