[0012] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0013] 本发明的一种低成本具有良好低温韧性的X80管线钢埋弧焊丝,按照质量百分比包括以下组分:C为0.1%~0.15%、Si为0.2%~0.3%、Mn为1.5%~1.9%、P为≦0.005%、N为≦0.005%、S为≦0.005%、Ni为0.08%~0.13%、Cr为0.02%~0.04%、Cu为0.01%~0.02%、Nb为0.01%~0.03%、V为0.008%~0.01%、Ti为0.08%~0.12%、Mo为0.3%~
0.63%、B为0.004%~0.012%,余量为Fe,以上组分的质量百分比总和为100%。
[0014] 通过控制元素Mn、Mo含量的配合补偿埋弧焊焊丝中元素Ni含量降低的低温韧性的损失,Mn和Mo的质量比为(3.5~4.5):1。
[0015] 同时控制元素埋弧焊丝中Ti、B含量,Ti和B的质量比为(13~17):1。
[0016] S的质量百分比为0.005%时,P质量百分比小于0.005%。
[0017] 通过调控Nb、Cu、Cr匹配形成增加焊缝区域的第二相粒子Nb质量百分比为0.01%~0.03%,Cu的质量百分比为0.01%~0.02%,Cr的质量百分比为0.02%~0.04%。
[0018] 埋弧焊丝的抗拉强度为645MPa~694MPa,屈服强度为567MPa~592MPa,‑45℃焊缝下比冲击吸收功≧110J。
[0019] 本发明的一种低成本具有良好低温韧性的X80管线钢埋弧焊丝中Nb元素为固溶强化元素,通过阻止奥氏体晶粒的长大,延迟奥氏体向铁素体的转变,提高贝氏体的体积分数和促进碳、氮化物析出达到强化效果;
[0020] S和P是焊缝中的主要有害元素,严重降低焊缝的低温冲击韧性。本发明的埋弧焊焊丝严格控制、含量使中心偏析程度降低到最低,从而提高焊缝金属的低温韧性能力;
[0021] Ti元素可与N和O结合形成TiN、TiO质点作为晶核,在焊接加热过程中阻止奥氏体晶粒长大起到细化焊缝奥氏体晶粒,在焊接冷却过程中作为相变核心,得到晶内形核的针状铁素体进一步细化焊缝组织;
[0022] B元素可降低奥氏体晶界的界面能,避免形成不利的魏氏铁素体或者网状先共析铁素体,促进针状铁素体的生成;
[0023] Cu是提高焊缝第二相生成的重要元素,Cr元素为固溶强化元素,可以有效提高焊缝金属的淬透性,本发明的埋弧焊焊丝采用Cu和Cr匹配的合金设计,能够形成大量的第二相粒子,显著降低氢的渗透率,从而提高焊缝金属的抗拉强度;
[0024] Ni元素可以通过晶粒细化和固溶强化提高焊缝金属的强度,通过降低脆性转变温度提高焊缝金属的低温韧性;
[0025] Mo是促进铁素体形成的α基因元素,倾向于收缩奥氏体(γ环)的稳定区域,从而提高奥氏体转变终点温度(As)。它的作用是增加钢的机械性能,过多钼的存在会通过碳化物的形成而导致沉淀硬化;
[0026] Mn焊缝强韧化元素之一,可以细化晶粒同时起到脱氧脱硫作用,同时适量的Mn元素可以促进增加焊缝的强度。
[0027] 实施例1
[0028] 选用该焊丝成分组成质量百分比为:C:0.13%;Si:0.25%;Mn:1.7%;P:≦0.005%;N:≦0.005%;S≦0.005%;Ni:0.11%;Cr:0.031%;Cu:0.015%;Nb:0.02%;V:
0.009%;Ti:0.10%;Mo:0.48%;B:0.008%;余量为Fe。
[0029] 本发明的焊丝和宝鸡宇生焊接材料有限公司的SJ101G3焊剂匹配使用,碱度为1.8。
[0030] 试板为X80管线钢,板厚为34.5mm,其成分重量百分比为:C:0.02%;Si:0.1%;Mn:1.25%;P:≦0.018%;S:≦0.004%;Nb:0.04%;Ti:0.1%;Al:0.18%;V:0.10%;Ni:
0.10%;Mo:0.15%;Cu:≦0.2%;Cr:≦0.02%;Bi:≦0.005%;余量为Fe;碳当量Ceq:0.31;
[0031] 焊接参数为:焊接线能量正反面均为38KJ/cm,焊接速度为1.5m/min,焊接坡口为X型坡口,试板对接后上、下坡口角度为35°,钝边6mm。
[0032] 测定后:焊接接头屈服强度为583MPa,抗拉强度为668MPa,‑45℃低温冲击吸收功为118J。
[0033] 实施例2
[0034] 选用该焊丝组成质量百分比为:C:0.1%;Si:0.2%;Mn:1.5%;P:≦0.005%;N:≦0.005%;S≦0.005%;Ni:0.08%;Cr:0.02%;Cu:0.01%;Nb:0.01%;V:0.008%;Ti:
0.08%;Mo:0.3%;B:0.004%;余量为Fe。
[0035] 本发明焊丝和宝鸡宇生焊接材料有限公司的SJ101G3焊剂匹配使用,,碱度为1.8。
[0036] 试板为X80管线钢,板厚为34.5mm,其成分重量百分比为:C:0.02%;Si:0.1%;Mn:1.25%;P:≦0.018%;S:≦0.004%;Nb:0.04%;Ti:0.1%;Al:0.18%;V:0.10%;Ni:
0.10%;Mo:0.15%;Cu:≦0.2%;Cr:≦0.02%;Bi:≦0.005%;余量为Fe;碳当量Ceq:0.31;
[0037] 焊接参数为:焊接线能量正反面均为38KJ/cm,焊接速度为1.5m/min,焊接坡口为X型坡口,试板对接后上、下坡口角度为35°,钝边6mm。
[0038] 测定后:焊接接头屈服强度为567MPa,抗拉强度为645MPa,‑45℃低温冲击吸收功为110J。
[0039] 实施例3
[0040] 选用该焊丝成分组成质量百分比为:C:0.15%;Si:0.3%;Mn:1.9%;P:≦0.005%;N:≦0.005%;S≦0.005%;Ni:0.13%;Cr:0.04%;Cu:0.02%;Nb:0.03%;V:
0.01%;Ti:0.12%;Mo:0.63%;B:0.012%;余量为Fe。
[0041] 本发明焊丝和宝鸡宇生焊接材料有限公司的SJ101G3焊剂匹配使用,碱度为1.8。
[0042] 试板为X80管线钢,板厚为34.5mm,其成分重量百分比为:C:0.02%;Si:0.1%;Mn:1.25%;P:≦0.018%;S:≦0.004%;Nb:0.04%;Ti:0.1%;Al:0.18%;V:0.10%;Ni:
0.10%;Mo:0.15%;Cu:≦0.2%;Cr:≦0.02%;Bi:≦0.005%;余量为Fe;碳当量Ceq:0.31;
[0043] 焊接参数为:焊接线能量正反面均为38KJ/cm,焊接速度为1.5m/min,焊接坡口为X型坡口,试板对接后上、下坡口角度为35°,钝边6mm。
[0044] 测定后:焊接接头屈服强度为592MPa,抗拉强度为694MPa,‑45℃低温冲击吸收功为141J。
[0045] 实施例4
[0046] 选用该焊丝成分组成质量百分比为:C:0.14%;Si:0.3%;Mn:1.7%;P:≦0.005%;N:≦0.005%;S≦0.005%;Ni:0.11%;Cr:0.03%;Cu:0.02%;Nb:0.03%;V:
0.009%;Ti:0.10%;Mo:0.52%;B:0.010%;余量为Fe。
[0047] 本发明焊丝和宝鸡宇生焊接材料有限公司的SJ101G3焊剂匹配使用,碱度为1.8。
[0048] 试板为X80管线钢,板厚为34.5mm,其成分重量百分比为:C:0.02%;Si:0.1%;Mn:1.25%;P:≦0.018%;S:≦0.004%;Nb:0.04%;Ti:0.1%;Al:0.18%;V:0.10%;Ni:
0.10%;Mo:0.15%;Cu:≦0.2%;Cr:≦0.02%;Bi:≦0.005%;余量为Fe;碳当量Ceq:0.31;
[0049] 焊接参数为:焊接线能量正反面均为38KJ/cm,焊接速度为1.5m/min,焊接坡口为X型坡口,试板对接后上、下坡口角度为35°,钝边6mm。
[0050] 测定后:焊接接头屈服强度为582MPa,抗拉强度为684MPa,‑45℃低温冲击吸收功为127J。
[0051] 实施例5
[0052] 选用该焊丝成分组成质量百分比为:C:0.15%;Si:0.2%;Mn:1.6%;P:≦0.005%;N:≦0.005%;S≦0.005%;Ni:0.11%;Cr:0.02%;Cu:0.02%;Nb:0.03%;V:
0.01%;Ti:0.09%;Mo:0.47%;B:0.011%;余量为Fe。
[0053] 本发明焊丝和宝鸡宇生焊接材料有限公司的SJ101G3焊剂匹配使用,碱度为1.8。
[0054] 试板为X80管线钢,板厚为34.5mm,其成分重量百分比为:C:0.02%;Si:0.1%;Mn:1.25%;P:≦0.018%;S:≦0.004%;Nb:0.04%;Ti:0.1%;Al:0.18%;V:0.10%;Ni:
0.10%;Mo:0.15%;Cu:≦0.2%;Cr:≦0.02%;Bi:≦0.005%;余量为Fe;碳当量Ceq:0.31;
[0055] 焊接参数为:焊接线能量正反面均为38KJ/cm,焊接速度为1.5m/min,焊接坡口为X型坡口,试板对接后上、下坡口角度为35°,钝边6mm。
[0056] 测定后:焊接接头屈服强度为579MPa,抗拉强度为676MPa,‑45℃低温冲击吸收功为134J。
[0057] 综上所述,本发明的低成本具有良好低温韧性的X80管线钢埋弧焊丝,成本低、焊接工艺性好、电弧稳定、穿透力强、操作容易,焊缝成型美观,具有较优低温冲击韧性。