本发明专利技术公开了一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，涉及焊接材料技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.03%～0.16%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.00%～1.70%，Ni：0.20%～0.60%，Mo：0.05%～0.20%，Ti：0.01%～0.05%，B：0.0005%～0.002%，Nb：0.05%～0.15%，Al：0.02%～0.08%，V：0.01%～0.09%，N：0.001%～0.005%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。本发明专利技术成分简单，熔敷金属及焊接接头均具有优异的综合力学性能、较高的高温拉伸性能以及较高的低温冲击功，成本低，能够应用于Q420MPa级高层建筑结构用耐火钢的埋弧焊接，具有很好的应用前景。
A submerged arc welding wire for yield strength 420MPa grade refractory steel
【技术实现步骤摘要】
一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝
本专利技术涉及焊接材料
，特别是涉及一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝。
技术介绍
耐火钢不仅要求有较高的常温性能，而且要求具有较高的低温冲击韧性和高温强度。由于建筑结构在使用过程中，不可避免的要承受地震、火灾等灾害来临时的冲击、高温、扭曲等作用，所以耐火钢应该具有优异的冲击韧性以及高温强度。对于高层建筑用耐火钢来说，要求其在遇到火灾600℃左右高温保持3h左右时，其强度不低于其室温设计强度的2/3，以保证建筑结构的安全性。此外，耐火钢还应该具备良好的焊接性、抗震性以及加工成型性等性能。由于在建筑钢结构施工中，钢构件的组合连接将会大规模的使用焊接技术，基于钢结构安全因素的要求，耐火钢的焊接也是其开发利用的重要内容，根据建筑用耐火钢中合金元素含量以及力学性能来匹配相应的焊接材料，从而使焊缝获得优异的综合力学性能。其力学性能，特别是高温性能也同样需要达到建筑用耐火钢的性能要求，即在遇到火灾600℃左右高温保持3h左右时，其强度不低于其结构设计的安全强度，以保证建筑结构的安全性，因此，耐火钢的焊接材料的选择也是耐火钢的研发过程中的一个重要课题。建筑结构用耐火钢焊丝一般采用高Mo的设计方法以达到其高温强度，然而大量Mo元素的添加难免大大增加了材料的成本。中国专利CN108857140和CN108941972公开了焊丝成分中均添加0.20％～0.59％的Mo元素，中国专利CN108788518公开了气体保护焊丝中添加0.60％～1.00％的Mo元素，中国专利CN102717206中添加0.25％～0.60％的Mo元素，这些关于耐火钢的焊丝中均添加了较多质量分数的Mo元素以达到优异的高温拉伸强度，但存在加工成本高及焊缝熔敷金属容易淬硬开裂的问题。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，其化学成分及质量百分比如下：C：0.03％～0.16％，Si：0.20％～0.40％，Mn：1.00％～1.70％，Ni：0.20％～0.60％，Mo：0.05％～0.20％，Ti：0.01％～0.05％，B：0.0005％～0.002％，Nb：0.05％～0.15％，Al：0.02％～0.08％，V：0.01％～0.09％，N：0.001％～0.005％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。技术效果：本专利技术的埋弧焊丝中加入了0.001％～0.005％的N元素，N元素和C元素跟微合金元素Nb、V、Ti能够形成第二相碳或氮化物起到析出强化的作用，Nb元素的含量相对更高，在600℃高温下固溶于基体中的Nb元素会析出进一步提高耐火钢的高温性能，从而保证高温屈服强度达到室温设计屈服强度的2/3以上。本专利技术进一步限定的技术方案是：前所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，C：0.07％～0.080％，Si：0.31％～0.39％，Mn：1.56％～1.68％，Ni：0.28％～0.35％，Mo：0.18～0.20％，Ti：0.010％～0.016％，B：0.0016～0.002％，Nb：0.058％～0.075％，Al：0.02％～0.038％，V：0.010％～0.014％，N：0.0012％～0.0018％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。前所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，C：0.081％～0.115％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.14％～1.35％，Ni：0.46％～0.60％，Mo：0.05％～0.09％，Ti：0.031％～0.042％，B：0.0005％～0.0009％，Nb：0.12％～0.15％，Al：0.024％～0.037％，V：0.025％～0.041％，N：0.0015％～0.0026％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。前所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，C：0.053％～0.069％，Si：0.23％～0.29％，Mn：1.14％～1.30％，Ni：0.27％～0.33％，Mo：0.13％～0.18％，Ti：0.037％～0.05％，B：0.0005％～0.0007％，Nb：0.050％～0.062％，Al：0.053％～0.075％，V：0.063％～0.088％，N：0.0043％～0.005％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。前所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，C：0.03％～0.049％，Si：0.28％～0.33％，Mn：1.02％～1.17％，Ni：0.20％～0.29％，Mo：0.06％～0.10％，Ti：0.010％～0.018％，B：0.0011％～0.0015％，Nb：0.077％～0.093％，Al：0.061％～0.080％，V：0.050％～0.085％，N：0.0020％～0.0026％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。前所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，C：0.12％～0.16％，Si：0.31％～0.40％，Mn：1.22％～1.48％，Ni：0.30％～0.41％，Mo：0.08％～0.15％，Ti：0.020％～0.028％，B：0.0015％～0.0020％，Nb：0.089％～0.110％，Al：0.040％～0.051％，V：0.045％～0.057％，N：0.0028％～0.035％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术中埋弧焊丝进行焊接后，所形成的熔敷金属屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥520MPa，熔敷金属600℃高温拉伸屈服强度≥280MPa，并且熔敷金属具有较高的-40℃低温冲击韧性；(2)本专利技术中埋弧焊丝对屈服强度420MPa级别耐火钢进行焊接后，所形成的焊接接头室温抗拉强度≥520MPa，高温拉伸屈服强度为≥280MPa，并且焊接接头具有较高的-40℃低温冲击韧性；(3)本专利技术中添加了适量的Nb元素，600℃高温下Nb元素会以碳化物、氮化物或者碳氮化物形式析出，起到析出强化的作用，从而保证高温强度；(4)本专利技术中添加的Mo含量不超过0.20％，远低于一般耐火焊材的Mo含量，具有低成本的优势；(5)本专利技术成分简单，熔敷金属及焊接接头均具有优异的综合力学性能、较高的高温拉伸性能以及较高的低温冲击功，成本低，具有很好的应用前景。具体实施方式本专利技术提供的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，其化学成分及质量百分比如下：C：0.03％～0.16％，Si：0.20％～0.40％，Mn：1.00％～1.70％，Ni：0.20％～0.60％，Mo：0.05％～0.20％，Ti：0.01％～0.05％，B：0.0005％～0.002％，Nb：0.05％～0.15％，Al：0.02％～0.08％，V：0.01％～0.09％，N：0.001％～0.005％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。如本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.03%～0.16%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.00%～1.70%，Ni：0.20%～0.60%，Mo：0.05%～0.20%，Ti：0.01%～0.05%，B：0.0005%～0.002%，Nb：0.05%～0.15%，Al：0.02%～0.08%，V：0.01%～0.09%，N：0.001%～0.005%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.03%～0.16%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.00%～1.70%，Ni：0.20%～0.60%，Mo：0.05%～0.20%，Ti：0.01%～0.05%，B：0.0005%～0.002%，Nb：0.05%～0.15%，Al：0.02%～0.08%，V：0.01%～0.09%，N：0.001%～0.005%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，其特征在于：C：0.07%～0.080%，Si：0.31%～0.39%，Mn：1.56%～1.68%，Ni：0.28%～0.35%，Mo：0.18～0.20%，Ti：0.010%～0.016%，B：0.0016～0.002%，Nb：0.058%～0.075%，Al：0.02%～0.038%，V：0.010%～0.014%，N：0.0012%～0.0018%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种用于屈服强度420MPa级耐火钢的埋弧焊丝，其特征在于：C：0.081%～0.115%，Si：0.20%～0.25%，Mn：1.14%～1.35%，Ni：0.46%～0.60%，Mo：0.05%～0.09%，Ti：0.031%～0.042%，B：0.0005%～0.0009%，Nb：0.12%～0.15%，Al：0.024%～0.037%，V：0.025%～0.041%，N：0.0015%～0.0026%，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。
【专利技术属性】
技术研发人员：楚觉非，邓伟，孟令明，崔强，陈林恒，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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