一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明强度高，韧性好。
【专利说明】
一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝
技术领域
[0001]本发明涉及焊丝技术领域，尤其涉及一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝。
【背景技术】
[0002]石油天然气长输管道采用高钢级输送具有良好的经济效益。近年来管线钢板在天然气长输管线的应用不断增加，该钢管韧性好，强度高，延伸率较高，能承受较大的应力，具有良好的抗震及气密性。由于钢管的高强度及高韧性，因而要求与之相匹配的焊丝也应具有相应的强度和高韧性。而现有的焊接材料的韧性与强度尚不能满足XlOO级管线钢板的要求。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，强度高，韧性好。
[0004]本发明提出的一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0006]优选地，其中Mn、Ti的含量满足函数关系式:ηη = 0.005ΧηΜη2+0.000052;ηΜη、ηη分别表示Mn、Ti在组分中所占重量百分比。
[0007]优选地，Cr、Ni及 Si 的重量比为 23-24:4-6:0.18-0.22。
[0008]优选地，Ti与 Mn 的重量比为 0.016-0.002:2.4-2.6。
[0009]优选地，C、Mo及N的重量比为0.016-0.02:0.05-0.1:0.04-0.08。
[0010]优选地，Lu与 Nb 的重量比为 0.01-0.018:0.015-0.03。
[0011]优选地，所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0012]本发明中，0、附、(:、]\111、？、3、]\10、11^、11、恥、六1^、￥、8配合作用，可促使在焊缝中产生大量高密度位错的细针状铁素体组织，本发明可满足低温装备及其低温条件下的高强度、高韧性及耐腐蚀系列钢种的焊接技术要求，焊接工艺性能好，适合焊接电流范围较大，无气孔、成型美观，焊缝具有与基材相当高的强韧性能和优良的耐低温性能。
[0013]其中Mn与Ti配合作用，并合理控制两者含量关系，Mn在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一，锰在焊接过渡到焊缝中时，通过脱氧反应形成氧化物夹杂或氧硫复合物夹杂，还有一部分夹杂物是Ti脱氮形成的氮化物，这些夹杂物可作为针状铁素体的形核质点，形核质点的数量直接决定针状铁素体针片的大小，协同作用制品强度极高，韧性极为优升。
[0014]而铬在不锈钢中的作用是提高钢的耐腐蚀性能。其原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动有利于抵抗向腐蚀破坏的方向发展。具体原理:首先铬使铁基固溶体的电极电位提高，其次铬吸收铁的电子使铁钝化。即铬在氧化以后可以在不锈钢表面形成一层Cr203的保护膜，阻止外界酸碱因子的进入和继续腐蚀。
[0015]镍在不锈钢中的作用是提高钢的耐腐蚀性能及改善其工艺性能。其原因是镍和铬在不锈钢中是配合发挥作用的，镍可使高铬钢的组织发生变化，从而改善不锈钢的耐腐蚀性能和工艺性能即延展性能。
[0016]碳在不锈钢中的作用一方面碳是稳定奥氏体的元素，另一方面碳与铬形成一系列复杂的碳化物，影响不锈钢的耐腐蚀性能。可在很大程度上克服铬镍不锈钢的晶间腐蚀，且易于焊接及冷变形等。
[0017]锰在不锈钢中的作用一方面是降低钢的临界淬火速度，冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温;另一方面Mn是焊缝强韧化的有效元素，在焊缝中有利于脱氧，防止引起热裂纹铁硫化物的形成。
[0018]硅在不锈钢中作用是焊接时起脱氧和强化焊缝的作用，且硅也是形成铁素体的元素，在一般不锈钢中为常见杂质元素，而一定量的硅对不锈钢的工艺性能有着重要影响。
[0019]另外，钼可增强钢的强度而不减其可塑性及韧性，同时能使钢在高温下有足够的强度和改善钢的耐蚀性和冷脆性。一定量的铜作为合金元素可改善合金钢的耐大气腐蚀性等特殊要求。钦可细化晶粒、防止钢中广生气泡与晶间腐蚀，改善钢的品质和提尚钢的机械性能。铌作为合金元素之一可以提高钢的强度，改善不锈钢的焊接性能。可提高钢的强度、弹性、冲击初性，尤其能提尚钢的尚温强度。妈有利于提尚钢的婦变强度，具有回火稳定性和良好的高温强度。硼具有提高钢的淬透性和细化晶粒的作用。另外不可避免夹杂有硫、磷有害元素，故将其含量控制在较低范围内，以提高焊缝纯净度和焊接性能及进一步提高焊缝耐候性能。
【具体实施方式】
[0020]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0021]实施例1
[0022]—种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
[0024]实施例2
[0025]—种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0027]实施例3
[0028]—种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为？6及不可避免的杂质。
[0030]实施例4
[0031]—种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0033]实施例5
[0034]—种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0036]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，其特征在于，其中Mn、Ti的含量满足函数关系式:11竹=0.005\随112+0.000052;11(^、11竹分别表示]\111、11在组分中所占重量百分比。3.根据权利要求1或2所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，其特征在于，Cr、Ni 及 Si 的重量比为 23-24:4-6:0.18-0.22。4.根据权利要求1-3任一项所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，其特征在于，Ti与Mn的重量比为0.016-0.002:2.4-2.6。5.根据权利要求1-4任一项所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，其特征在于，C、Mo 及 N 的重量比为0.016-0.02:0.05-0.1:0.04-0.08。6.根据权利要求1-5任一项所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，其特征在于，Lu与Nb的重量比为0.01-0.018:0.015-0.03。7.根据权利要求1-6任一项所述的具有优异韧性的石油天然气长输管道用焊丝，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%，余量为Fe及不可避免的杂质。
【文档编号】B23K35/30GK106078001SQ201610635428
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610635428.2, CN 106078001 A, CN 106078001A, CN 201610635428, CN-A-106078001, CN106078001 A, CN106078001A, CN201610635428, CN201610635428.2
【发明人】卢齐元
【申请人】天长市通联焊业有限公司