专利名称：高强度高韧性埋弧焊料的制作方法
技术领域：
本发明属于埋弧焊料，特别属于用于X80管线钢焊接的高强度高韧性埋弧焊料。
背景技术：
近年来，随着天然气需求的日益增加，我国油气管道特别是天然气管道建设进入了一个新的高峰期，大口径、厚壁、高钢级管线钢管成为管道建设的主要选择。目前，输送管道所采用的高强度管线钢都是通过降碳、增锰、添加微合金化元素，采用超细晶化、超纯净化和控制轧制等现代冶金技术。X80是一种微合金高强度管线钢，采用控轧控冷工艺，得到以针状铁素体为主的组织，强度、韧性和焊接性等性能非常好，已在工程中大量使用。现有的焊料的冲击功只能达到120J(-20°C )，由于石油管线所处的地质状况比较恶劣，需要低温韧性更好的焊料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低温韧性好的高强度高韧性埋弧焊料。本发明解决技术问题的技术方案为高强度高韧性埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为C:0. 02-0. 1，Si 0. 1-0. 25，Mn 1. 5-1. 8，Mo 0. 3-0. 5，Ti 0. 02-0. 08，B 0. 0015-0. 008，Cr 0. 1-0. 2，Ag 0. 01-0. 03，S ^ 0. 010，P彡0. 015，余量是铁，各组分的重量和为100%。优选的Ag的重量百分比为0. 015-0. 02。本发明中B加入钢中的主要作用是提高淬透性，推迟了铁素体的形核过程，但并不影响奥氏体或铁素体基体的热力学性能。超低碳贝氏体钢(ULCB)主要利用B在贝氏体晶界上阻碍铁素体的形核，从而推迟奥氏体向铁素体的转变，提供一个很宽的范围来形成贝氏体(甚至在空冷条件下)。同时，固溶B也促进了控轧控冷后的细小贝氏体组织形成， 这种细小的贝氏体内含有较多的稳定位错，形成时又继承了奥氏体内产生的形变位错，韧性也明显提高。Ti可以有固氮护硼的作用，加入微量Ti可形成稳定的氮化物而减少氮对硼淬透性作用的不良影响。Mo推迟多边形铁素体的转变，延迟贝氏体转变。在焊料中加入0. 01-0. 03% Ag，能够明显的提高Mo-Ti-B体系的低温韧性，但当焊料中Ag的浓度大于0. 03%时，其低温韧性反而下降。本发明采用微量Ti所形成的TiN晶粒去控制焊接时HAZ (焊接热影响区)和焊缝的奥氏体晶粒长大，维持其低温韧性不下降。采用适当的Mo元素去增加焊缝强度，同时协助Ti去控制奥氏体晶粒长大。严格控制微量B元素的加入，以尽可能消除用大热输入量焊接时HAZ和焊缝晶粒边界中先共析铁素体和铁素体侧板条的形成，从而有利于HAZ和焊缝的低温韧性。本发明将Ti-Mo-Cr-B-Ag含量进行科学配比处理，将不易氧化的Mo、Cr和Fe首先熔化，当炉内脱氧良好后再加入Mn、Ti、B、Ag，这样，制得的焊料在焊接过程中，焊缝间形成微合金化结构，从而让焊料具有高强度，耐低温冲击，提高焊料的耐点蚀，同时改变焊缝金属抗晶间裂纹等能力。本发明与现有技术相比，与烧结焊剂SJlOlG匹配时焊料熔敷金属典型值为屈服强度≥490MPa ；抗拉强度≥600MPa ；延伸率≥25%;-40°C时冲击值≥170J ；-20°C时冲击值≥200J。焊料表面应光滑，无毛刺、凹陷、裂纹、折痕及氧化皮等缺陷或其他不利于焊接操作以及对焊缝金属性能有不利影响的外来物质。焊料表面允许有不超出直径允许偏差的1/2划伤及不超出直径偏差的局部缺陷存在。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作详细的说明。实施例1:高强度高韧性埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为C:0.02，Si :0. 1，Mn 1. 5，Mo 0. 3，Ti 0. 02，B :0. 0015，Cr :0. 1，Ag :0. 01，S ≤0. 010，P ≤0. 015，余量是铁，各组分的重量和为100%。实施例2:高强度高韧性埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为C:0.08，Si :0.2, Mn 1. 6，Mo 0. 4，Ti 0. 06，B :0. 006，Cr :0. 15，Ag :0. 02，S ≤0. 010，P ≤0. 015，余量是铁，各组分的重量和为100%。实施例3:高强度高韧性埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为C:0. 1，Si :0. 25, Mn 1. 8，Mo 0. 5，Ti 0. 08，B :0. 008，Cr :0. 2，Ag :0. 03，S ≤0. 010，P ≤0. 015，余量是铁，各组分的重量和为100%。实施例4除Ag的重量百分比含量为0. 04外，其余与实施例2相同。实施例5 将实施例1、2、3、4所制的埋弧焊料与焊剂=SJlOlG用于X80管线钢埋弧焊。所述的SJlOlG焊剂属于氟碱型烧结焊剂，碱度值为1. 6 2. 0，为氟碱型渣系特征，焊S成分Ca0+Mg0+Mn0+CaF2 ≥50%,Si02 ≤20%,CaF2 ≤15%。其结果如表1所示表1
权利要求
1.高强度高韧性埋弧焊料，其特征在于焊料的化学成分重量百分比为c:0. 02-0. 1， Si :0. 1-0. 25，Mn :1. 5-1. 8，Mo :0. 3-0. 5，Ti :0. 02-0. 08，B :0. 0015-0. 008，Cr :0. 1-0. 2， Ag :0. 01-0. 03，S ^ 0. 010，P彡0. 015，余量是铁，各组分的重量和为100%。
2.根据权利要求1所述的高强度高韧性埋弧焊料，其特征在于优选的Ag的重量百分比为 0. 015-0. 02。
全文摘要
本发明公开了高强度高韧性埋弧焊料，焊料的化学成分重量百分比为C0.02-0.1，Si0.1-0.25，Mn1.5-1.8，Mo0.3-0.5，Ti0.02-0.08，B0.0015-0.008，Cr0.1-0.2，Ag0.01-0.03，S≤0.010，P≤0.015，余量是铁，各组分的重量和为100％。本发明与现有技术相比，与烧结焊剂SJ101G匹配时焊料熔敷金属典型值为屈服强度≥490MPa；抗拉强度≥600MPa；延伸率≥25％；-40℃时冲击值≥170J；-20℃时冲击值≥200J。焊料表面应光滑，无毛刺、凹陷、裂纹、折痕及氧化皮等缺陷或其他不利于焊接操作以及对焊缝金属性能有不利影响的外来物质。焊料表面允许有不超出直径允许偏差的1/2划伤及不超出直径偏差的局部缺陷存在。
文档编号B23K35/30GK102198571SQ20111012706
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者昝向明 申请人:安徽绿能技术研究院