本发明专利技术涉及一种Ｘ８０管件用埋弧焊丝，按重量百分比，其焊丝的化学成分为：Ｃ：０．１０－０．１４，Ｍｎ：０．９０－１．２０，Ｓｉ：≤０．０５，Ｃｒ：０．４０－０．６０，Ｍｏ：０．２５－０．３５，Ｎｉ：１．９５－２．２５，Ｔｉ：０．１０－０．１５，Ｂ：０．００５－０．０１０，Ｓ≤０．００５％，Ｐ≤０．０２２％，余量为Ｆｅ；本焊丝与碱性烧结焊剂ＳＪ１０１、ＳＪ１０２匹配焊接，８９０℃～９３０℃盐水淬火＋５６０℃～６８０℃回火后，焊缝可以获得最佳的强韧性配合，焊缝抗拉强度达到６６０～７８０ＭＰａ，焊缝－４６℃冲击值Ａｋｖ≥１００Ｊ，适用于Ｘ８０管件母管的焊接，特别适用于高压油、气输送管线用低温Ｘ８０管件母管的埋弧焊接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可获得良好的低温韧性，适用于管件(三通、弯头等)母管的焊 接，特别适用于高压油、气输送用X80低温管件母管的高效焊接的埋弧焊丝。
技术介绍
我国西气东输、西部、中俄、中亚等管道建设中，拟建设数十座压气站和数十 座输配气站场及100座以上的阀室，需要大量站场管件(三通、弯头等)。站场极限温度 达到-30 -40°c，有的站场最低气温低于-46°C，厚度达到50-70·。根据管道工艺 设计要求，部分站场管件需裸露在寒冷的外部环境下服役，对材料抗脆性起裂能力是一 个严峻的挑战。管件的生产不同于直管，需要经过鼓包、拉拔等热成形过程，以及为了 恢复母管的力学性能而进行的整体热处理(一般进行淬火+回火)，所以，管件焊缝往往 在热处理态使用。以至于焊缝成为管件低温脆化的主要区域之一。目前，X80管线钢焊接用埋弧焊丝比较多，如中国专利号为ZL01106520.6、 ZL200410073353.0、ZL200510018993.6、ZL200610124514.3、ZL200610145593.6 的专利 等。采用以上焊丝焊接的焊缝，在焊态下具有良好的强韧性，完全能够达到直管的性能 要求。但是，采用以上焊丝焊接完成的焊缝不适合进行焊后热加工，X80管件生产中的 热过程及焊后调质处理会导致焊缝性能严重变化，尤其是焊缝的低温韧性严重偏低，以 至于达不到焊缝的韧性要求。目前，X80管件焊缝的冲击韧性只能达到-30°C平均夏比冲击功不低于40J、 最小值不低于30J的标准要求，而且稳定性差，特别是壁厚较大时更是如此，难于保 障-30°C以下低温环境管道安全性要求，迫切需要兼备高强度和优良低温韧性的管件用焊 接材料，为了大幅度提高厚壁管件的焊接效率，高效埋弧焊丝十分值得期待。本专利技术针 对这一情况，结合X80管件的生产工艺和性能要求，提供了一种适合于X80低温管件制 造的埋弧焊丝。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于X80管件母管焊接，工业上有助于高效生产的 高韧性埋弧焊丝。本专利技术所述的X80管件用埋弧焊丝的化学成分(重量百分比，为 C: 0.10-0.14， Mn 0.90-1.20， Si <0.05, Cr 0.40-0.60, Mo 0.25-0.35, Ni: 1.95-2.25，Ti: 0.10-0.15，B 0.005-0.010，S<0.005%, P<0.022%,余量为 Fe。本专利技术的埋弧焊丝以C-Mn合金系为基础，在此基础上加入了 Cr、Mo、Ni、Ti、B等元素来提高热处理后焊缝的强韧性。本专利技术的埋弧焊丝的主要成分特点如下本专利技术设计的焊丝中C控制在0.10 0.14%。碳元素对焊缝的淬透性及强韧性 具有重要的影响，焊丝中含碳量的增加，可以增加焊缝中针状铁素体的含量，减少先共 析铁素体的含量，进而提高焊缝强度。但是，焊缝中过多的含碳量，会促进焊缝中贝氏体甚至马氏体的形成，导致焊缝的抗裂性下降。本专利技术焊丝中Mn的含量控制在0.90 1.20%。Mn是奥氏体稳定化元素，能够 降低奥氏体向铁素体的转变温度。焊缝金属中Mn充当固溶强化组元，增加Mn含量有助 于细化晶粒，增加针状铁素体的含量，同时减少晶界先共析铁素体和侧板条铁素体的含 量，从而改善焊缝金属的韧性。但过多的Mn含量时，易于在晶界偏析，从而导致残余 奥氏体、马氏体等组织产生。本专利技术焊丝中Si的含量控制在0.05%以下。与本专利技术的焊丝配合使用的焊剂为 SJlOU SJ102。SJlOU SJ102焊剂含有约20%的SiO2,可以使焊缝中的Si含量维持较 高的水平。过多的Si含量会对焊缝的韧性产生不利的影响。本专利技术焊丝中Ni的含量控制在1.95 2.25%。Ni可以使Y区扩展，与Y-Fe 形成无限固溶体，与α-Fe形成有限固溶体。Ni的加入由于减小了奥氏体与铁素体的自 由能差，使得Y — α的转变温度明显降低，对贝氏体转变有较大的推迟作用。在焊缝 金属中Ni作为强化组元，通过晶粒细化和固溶强化获得强化效果。Ni也是最好的韧化组 元，作为合金元素能够显著改善焊缝金属的低温韧性。为了发挥Ni的有利作用，在增加 其含量的同时，应严格限制S、P含量。本专利技术焊丝中Cr、Mo的含量分别控制在0.40 0.60%、0.25 0.35%。铬、钼元素也是固溶强化元素，可以有效提高焊缝的淬透性。这两种元素的作用与Mn元素相 似，可以增加焊缝中针状铁素体含量，减少先共析铁素体含量。但当超过一定数量时， 会导致贝氏体或马氏体的形成。本专利技术焊丝中Ti、B的含量分别控制在0.10 0.15%、0.005 0.010%。Ti作为微合金元素，通过细化晶粒，改变相变动力学和溶质原子过饱和状态的脱溶以改善焊 缝的强韧性。Ti是焊缝金属中最重要的微合金元素，其化学性质十分活泼，是一种良好 的脱氧剂，在焊缝中与O有很高的亲和力，形成高熔点的Ti2O3fel400°C)，能够强烈促 进铁素体的形核。Ti能够与氮元素生成高温下(> 1350°C )不易溶解的TiN颗粒相，能 够限制奥氏体晶粒的长大，促进针状铁素体形核，具有改善焊缝金属强韧性的作用。B 能偏析在晶界，以“占位效应”的形式起到净化晶界的作用；同时B可以使CCT曲线右 移，拟制先共析铁素体的析出，得到更多的针状铁素体，提高焊缝韧性。B与Ti配合加 入，才能获得良好效果。S、P是必须严格限制的杂质元素，尽量降低其含量有利于焊接性和韧性的改 善，现代冶炼技术已经能够将其控制在S《0.005%，P《0.022%。本专利技术焊丝中含有较高 的Ni元素，所以必须严格控制S含量，以防止大热输入情况下焊缝的抗热裂能力。P元 素本身是一种低温脆化元素，应尽可能加以限制。本专利技术的有益效果(1)本专利技术的焊丝化学成分的特点在于Mn含量控制在0.90 1.20%，防止过 量的Mn元素在晶界偏析，导致残余奥氏体、马氏体等组织产生，降低焊缝的韧性；Ni 含量提高并控制在1.95 2.25%，以提高焊缝的淬透性和低温韧性；Ti与B元素配合使 用，含量分别控制在0.10 0.15%、0.005 0.010%，以最大限度地实现Ti与B元素细 化奥氏体晶粒，提高焊缝低温韧性的目标。(2)本专利技术的焊丝焊接的焊缝，特别适合焊后热加工。通过焊后热处理，焊缝除了具有高强度，还有良好的低温韧性；焊后880°C 930°C盐水淬，560°C 680°C回火 后，焊缝可以获得最佳的强韧性配合，焊缝抗拉强度达到660 780Mpa，焊缝_46°C冲 击功AkvMOOL完全能够满足X80低温管件对焊缝的韧性要求；(3)本专利技术的焊丝，其焊缝的焊后热处理规范与X80低温管件钢热处理规范重合 性良好；(4)本专利技术的焊丝可进行厚板的焊接，板厚可达到70mm ；(5)热输入最高可达42kJ/cm，能够实现构件的高效焊接。(6)焊后多次 热过程或热处理后，焊缝能达到较高的强度和低温韧性。适合于需 要进行焊后热处理的低温构件的焊接，特别适合于X80级别低温管件的高效焊接。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进行进一步详述实施例1 真空冶炼本专利技术焊丝钢，冶炼后经过锻造、剥皮等工序后，将焊丝钢盘条拉拔 成规格为Φ4_的焊丝，经过表面镀铜制成成品焊丝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｘ８０管件用埋弧焊丝，其特征在于：该焊丝的化学成分按重量百分比为：Ｃ：０．１０－０．１４，Ｍｎ：０．９０－１．２０，Ｓｉ：≤０．０５，Ｃｒ：０．４０－０．６０，Ｍｏ：０．２５－０．３５，Ｎｉ：１．９５－２．２５，Ｔｉ：０．１０－０．１５，Ｂ：０．００５－０．０１０，Ｓ≤０．００５％，Ｐ≤０．０２２％，余量为Ｆｅ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：牛靖，刘迎来，冯耀荣，吉玲康，池强，王鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：11
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