技术领域
本发明涉及一种焊丝用钢及生产方法，具体属于埋弧焊丝用钢及生产方法，更适用于耐热钢用埋弧焊丝用钢及生产方法。
背景技术：
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械和石油化工、核电等工业部门中在高温下工作的零部件。而在锅炉、热电行业，设备往往需要工作在温度变化较大的环境中，要求设备在高低温时均具有优良的强度、韧性等力学性能。焊接是这些高温工作设备制作中的重要工序，焊缝也必须具有同样的性能。为此，耐热钢的匹配的焊接材料，即焊丝也同样要具备优良的强度及韧性。由于埋弧焊的熔敷效率高，不释放保护气体，并能使工作条件改善，故在钢板的焊接中占有重要地位。
目前，人们为了使焊缝具有优良的强度及韧性之目的，均通过向焊缝中加入必要的Mo、Ni、Cr等合金元素，以增加高温强度。但是，如果仅进行合金元素的简单增加，反而会导致焊缝韧性急剧下降，使高温工作设备在低温环境时发生脆性而失效。
经检索，中国专利申请号为CN200810046589.3的文献，公开了一种低合金耐热钢埋弧焊丝，其化学组分及含量为：C：0.05~0.16%，Mn：0.40~1.00%，Si：0.05~0.35%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cu≤0.35%，Cr：0.70~1.60%，Ni≤0.20%，Mo：0.40~0.80%，V≤0.005%，余量为Fe。该发明焊丝中加入Cr、Mo合金元素以保证熔敷金属具有一定的耐热性，其熔敷金属的抗拉强度≥550MPa、（-12℃）的KV2≥27J，但实施例数据中没有高温拉伸、焊后热处理等性能。
技术实现要素：
本发明的目的在与解决现有技术存在的不足，提供一种工作温度在600℃条件下，焊缝仍具有良好的抗拉强度和优良的韧性即热处理后Rm≥550MPa，KV2（-12℃）≥60J的耐热钢用埋弧焊丝用钢及生产方法。
实现上述目的的措施：
一种耐热钢用埋弧焊丝用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.07~0.11%，Mn：0.55~0.75%，Si≤0.1%，P≤0.012%，S≤0.01%，Cr：2.0~3.0%，Mo：0.90~1.50%，Al≤0.01%，V≤0.01%，Sn≤0.01%，Sb≤0.01%，O≤0.006%，N≤0.004%，其余为铁及不可避免的杂质。
生产一种耐热钢用埋弧焊丝用钢的方法，其步骤：
1）铁水脱硫；
2）冶炼和精炼及方坯连铸；钢水终点组分及重量百分比含量为：C：0.07~0.11%，Mn：0.55~0.75%，Si≤0.1%，P≤0.012%，S≤0.01%，Cr：2.0~3.0%，Mo：0.90~1.50%，Al≤0.01%，V≤0.01%，Sn≤0.01%，Sb≤0.01%，O≤0.006%，N≤0.004%，其余为铁及不可避免的杂质；
3）方坯常规加热后进行高线常规轧制；
4）进行缓冷：控制斯太尔摩线速在0.2~0.4m/s，并在风机全关、保温罩全盖的条件下缓冷至不超过450℃，并集卷；
5）检验。
本发明中各主要强化元素及工艺的作用及机理：
C：C有提高熔敷金属强度的效果，但C含量过高形成脆化的淬硬组织使焊缝的韧性降低，为提高韧性和改善抗裂性能，碳的含量应尽可能低些。但是，埋弧焊接过程中碳元素有较大的烧损，所以为保证强度及尽可能降低碳对韧性及抗裂性能的影响，本发明中碳含量控制在0.07-0.11%。
Mn：Mn是良好的脱氧剂和固溶强化元素，防止引起热裂纹的铁硫化物的形成；但当其含量高于0.75%时，会影响熔敷金属韧性，所以锰含量控制在0.55-0.75%。
Si：Si是焊接过程中有效的脱氧元素，有助于熔池脱氧及熔池中夹渣物的去除，但硅含量过高时会降低焊缝的低温韧性；因为焊剂会向熔敷金属中过渡一定量的硅，所以本发明中的硅含量限制在≤0.1%。
Mo：Mo是一种有效的强化元素，并有细化铁素体晶粒的作用，提高焊缝热处理性能、耐热性能，当其含量过高时，会降低焊缝的韧性。故将其限制在0.9-1.5%。
Cr：Cr有提高强度和淬透性的作用，在高温下能促使金属表面生成致密的钝化膜，防止继续氧化，能提高热强性，铬元素是耐热钢具备强大耐热性能所必不可少的元素之一。当其含量较低时，会影响熔敷金属耐热性能。当其含量高于3.0%时，会降低焊缝的韧性。本发明中铬含量控制在2.0-3.0%。
Al、V、Sn、Sb：这些元素都是焊接过程中的有害元素，应该尽量降低。
本发明焊丝中的P、S都属于对熔敷金属的韧性有很大危害的元素，应该尽量降低。
本发明的焊丝钢为保证耐热性能，提高了Cr、Mo元素的含量。
在焊丝钢的生产过程中，盘条进行缓冷时，之所以采用风机全关、保温罩全盖的缓冷处理，主要是为了降低盘条的强度，以利于后续的焊丝拉拔工序，减少拉拔时的退火次数。
本发明与现有技术相比，成分不仅设计简单，而且在工作温度为600℃条件下，焊缝仍具有良好的抗拉强度和优良的韧性，即热处理后Rm≥550MPa，KV2（-12℃）≥60J。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表；
表2为本发明各实施例及对比例的试验焊接主要工艺参数列表；
表3为本发明各实施例及对比例的焊缝热处理后熔敷金属的力学性能列表。
本发明各实施例均按照以下步骤进行生产：
1）铁水脱硫；
2）冶炼和精炼及方坯连铸；钢水终点组分及重量百分比含量为：C：0.07~0.11%，Mn：0.55~0.75%，Si≤0.1%，P≤0.012%，S≤0.01%，Cr：2.0~3.0%，Mo：0.90~1.50%，Al≤0.01%，V≤0.01%，Sn≤0.01%，Sb≤0.01%，O≤0.006%，N≤0.004%，其余为铁及不可避免的杂质；
3）方坯常规加热后进行高线常规轧制；
4）进行缓冷：控制斯太尔摩线速在0.2~0.4m/s，并在风机全关、保温罩全盖的条件下缓冷至不超过450℃，并集卷；
5）检验。
表1 本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表（wt.%）
表2 本发明钢各实施例及对比例的试验焊接参数取值列表
表3为本发明各实施例及对比例的焊缝热处理后熔敷金属的力学性能列表
试验焊接条件：试板厚度30mm，Rm575MPa，Rp0.2 510MPa，KV2(-12℃)为114J，双面开角度为60°的V型坡口；焊接线能量采用35KJ/cm，焊接电流～630A，电弧电压～31V，焊接速度～34cm/min；SJ105为超低P的氟钙型弱碱性烧结焊剂，焊剂总体组成为SiO2≤20%，（CaO+MgO+MnO+CaF2) ≥50%，CaF2≥15%，P≤0.015%，S≤0.020%，V≤0.01，Sn≤0.01，Sb≤0.01；焊后金属进行710℃+2h热处理。
从表3可以看出，本发明的实施例1~8经采用不同焊接工艺，焊缝经过710℃焊后热处理，其熔敷金属均具有较好的强度及冲击韧性，高温拉伸也有较高的强度。对比例1，由于焊丝中C含量高于本发明的上限，熔敷金属韧性偏低；对比例2，由于焊丝中C含量低于本发明的下限，且其它合金元素含量也不高，造成熔敷金属强度偏低。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。