CN101693327B - 一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属 - Google Patents
一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101693327B CN101693327B CN2009102100268A CN200910210026A CN101693327B CN 101693327 B CN101693327 B CN 101693327B CN 2009102100268 A CN2009102100268 A CN 2009102100268A CN 200910210026 A CN200910210026 A CN 200910210026A CN 101693327 B CN101693327 B CN 101693327B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- deposited metal
- welding
- iron powder
- strength
- high strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
本发明属于焊接材料技术领域，具体介绍了一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属，质量百分数配方为C：0.030～0.080；Mn：0.80～1.80；Si：0.20～0.50；Ni：2.30～3.50；Cr：0.10～0.25；Mo：0.10～0.25；Ti：0.010～0.040；S≤0.010；P≤0.016；其余为Fe。利用其焊接10CrNi3MoV钢、10CrNi4MoV钢，工艺性好，焊接接头屈服强度在600MPa以上，延伸率大于16％，断面收缩率大于50％，-50℃冲击功34J以上；焊缝组织针状铁素体比例达到90％以上；熔敷效率可以在130％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接材料领域技术，特别是一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属。
背景技术
目前，我国船体结构钢焊接采用的手工焊条，绝大多数都是普通低合金结构钢焊条，采用普通H08焊芯，药皮过度合金元素，熔敷金属中的Ni含量在1.4％以下，如390MPa的TH907焊条、440MPa的TH945焊条等。对于高强度结构钢用焊条也有研究，如中国专利CN200310100196介绍了一种焊条，其熔敷金属屈服强度在950MPa以上，Mn含量为1.2～1.9％，Mo沉淀强化为主，Mo含量0.66％以上；中国专利CN03104883.8介绍了一种焊条，其熔敷金属屈服强度在760MPa以上，Mn含量为1.2～1.6％，Mo沉淀强化为主，Mo含量0.66％以上；中国专利CN200610066049.2介绍了一种焊条，其熔敷金属屈服强度在780MPa以上，为高Ni焊条，Ni含量在7.1％以上，同时含有Co、Nb等元素；中国专利CN 200610017847.6介绍了一种焊条，其熔敷金属屈服强度在950Mpa以上，Mn、Mo强化，Mn含量为1.2～2.2％，Mo含量0.60％以上。这些高强度焊条目前尚未用于船体结构焊接。目前在用的屈服强度785MPa的V840焊条，其熔敷金属中含有较高的Cr(0.5～1.0％)、Mo(0.3～0.6％)；屈服强度590MPa的ZS60A焊条，采用超低碳焊芯(焊芯中C≤0.04％)，熔敷金属中C含量一般在0.3～0.55％之间，Si、Mo含量大多均在0.20％以下。上述焊条均属于普通低合金钢手工焊条，熔敷效率均不超过100％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对目前我国典型船体结构用高强度钢中应用广泛且用量大的10CrNi3MoV钢，发明一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属，实现10CrNi3MoV系列钢平焊和平角焊的高效率焊接，同时保持焊缝高强度、高韧性和良好的综合性能。
为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属，属于Mn-Ni-Cr-Mo系，其化学成分质量百分数为：C：0.030～0.080；Mn：0.80～1.80；Si：0.20～0.50；Ni：2.30～3.50；Cr：0.10～0.25；Mo：0.10～0.25；Ti：0.010～0.040；S≤0.010；P≤0.016；其余为Fe。
本发明的一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属，其优选的化学成分质量百分数组成可以为：C：0.036～0.061；Mn：0.972～1.61；Si：0.247～0.432；Ni：2.49～3.27；Cr：0.141～0.215；Mo：0.120～0.156；Ti：0.014～0.028；S≤0.010；P≤0.016；其余为Fe。
本发明的一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属制得的焊条，与其它高强钢手工焊条相比，主要有以下特点：
(1)含有适量的C元素；
(2)Ni元素含量适中；
(3)Cr、Mo元素含量较低；
(4)含有微量Ti。
上述这些特征的作用和选择确定原理在于：
焊缝中的C能够使焊缝金属保持足够的强度，并可以提高焊缝抗腐蚀性。对于高强度钢来说，C含量高会使钢的焊接性恶化，容易产生焊接裂纹。因此，本发明中，C含量作为受限元素需加以控制；
Mn作为合金化元素，不仅能够提高焊缝强度，而且能够在焊接过程中使焊缝脱氧，提高焊缝纯净度，改善焊接接头韧性，因此，本发明要求熔敷金属中保持一定范围的含Mn量；
Si属于合金化元素，在焊接过程中参与脱氧和渗合金，同时对提高焊缝强度、改善焊接工艺性具有益处。但Si含量过高会降低焊缝低温冲击功，因此，本发明对Si含量范围也有明确规定；
Cr元素可以提高焊缝强度和硬度，改善焊缝金属耐腐蚀性，但Cr太高会使焊缝脆化，造成韧性下降，因此本发明对Cr含量进行了限制；
Ni作为合金元素，在低合金结构钢焊接材料中，主要作用是提高材料塑性和低温韧性。但Ni含量过高会增加焊缝的热裂纹倾向。本发明为了达到焊缝高韧性的技术指标，将Ni含量限制在2.98～3.27％；
Mo在一定范围内不仅能够提高焊缝强度，而且可以细化晶粒，改善焊缝韧性。有研究表明，在低合金钢焊缝中，Mo含量在0.2％以下时，细化晶粒的效果最明显。因此，本发明将Mo含量控制在0.120～0.156％的范围内；
Ti作为微合金化元素，能够促进焊缝针状铁素体形成，提高低温冲击功。本发明中加入了微量Ti，Ti含量限制在0.014～0.028％之间；
S、P是有害杂质，容易引起焊接接头裂纹，需严格限制。本发明中S限制在0.010％以下，P限制在0.016％以下。
通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
采用本发明的一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属焊接10CrNi3MoV钢、10CrNi4MoV钢，焊接工艺性良好，熔敷金属屈服强度在600MPa以上，延伸率大于16％，断面收缩率大于50％，-50℃低温冲击功达到34J以上，满足有关标准要求；熔敷金属组织以针状铁素体为主，其比例达到90％以上；本发明的一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属焊接10CrNi3MoV系列钢，可以实现10CrNi3MoV系列钢平焊和平角焊的高效率焊接，熔敷效率可以在130％以上，同时保持焊缝高强度、高韧性和良好的综合性能。
附图说明
图1是本发明的一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属焊缝金属组织图。
从图中可以看出，焊缝金相组织均匀，以针状铁素体为主。
具体实施方式
实施例1
采用该熔敷金属成分的焊条，配套焊芯采用H08E，焊接10CrNi3MoV钢，制备了熔敷金属试样，进行了基本性能试验，结果列于表1～表3。其中表1为实施例熔敷金属试板焊接工艺参数；表2为配方一至配方七的熔敷金属化学成分；表3为配方一至配方七的熔敷金属力学性能。
表1实施例熔敷金属试板焊接工艺参数
| 焊接电流，A | 电弧电压，V | 焊接速度，cm/min | 道间温度，℃ |
| 190±10 | 24～28 | 13～17 | 100±20 |
表2实施例配方一至配方七的熔敷金属化学成分
| 元素 | C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | S | P | Ti |
| 配方一 | 0.049 | 0.39 | 1.14 | 0.190 | 2.98 | 0.10 | 0.0070 | 0.013 | 0.040 |
| 配方二 | 0.044 | 0.50 | 1.25 | 0.176 | 3.16 | 0.124 | 0.0062 | 0.016 | 0.027 |
| 配方三 | 0.047 | 0.320 | 1.10 | 0.193 | 3.14 | 0.128 | 0.0090 | 0.013 | 0.020 |
| 配方四 | 0.055 | 0.315 | 1.80 | 0.172 | 3.04 | 0.150 | 0.0066 | 0.015 | 0.019 |
| 配方五 | 0.061 | 0.200 | 1.03 | 0.215 | 2.30 | 0.156 | 0.0080 | 0.010 | 0.015 |
| 配方六 | 0.030 | 0.247 | 0.972 | 0.25 | 3.27 | 0.128 | 0.0092 | 0.015 | 0.014 |
| 配方七 | 0.080 | 0.257 | 0.80 | 0.10 | 3.50 | 0.25 | 0.0088 | 0.014 | 0.010 |
表3实施例配方一至配方七的熔敷金属力学性能
| 序号 | 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa | 延伸率/％ | 断面收缩率/％ | -50℃冲击功/J |
| 配方一 | 660 | 745 | 22.0 | 71.0 | 46，70，68/61 |
| 配方二 | 650 | 745 | 22.0 | 67.5 | 122，125，118/121 |
| 配方三 | 650 | 780 | 19.5 | 65.5 | 73，83，68/74 |
| 配方四 | 730 | 870 | 17.5 | 59.5 | 36，56，57/49 |
| 配方五 | 665 | 730 | 22.0 | 71.5 | 60，70，44/58 |
| 配方六 | 595 | 665 | 24.5 | 73.0 | 120，130，105/118 |
| 配方七 | 640 | 750 | 18.0 | 59.0 | 57，42，83/60 |
备注：表2和表3中配方序号互相对应。
Claims (1)
1.一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属，其特征在于：所述高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属属于Mn-Ni-Cr-Mo系，其化学成分质量百分数为：C：0.030～0.044；Mn：0.972～1.25；Si：0.247～0.50；Ni：3.16～3.27；Cr：0.176～0.25；Mo：0.124～0.128；Ti：0.014～0.027；S≤0.010；P≤0.016；其余为Fe。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102100268A CN101693327B (zh) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102100268A CN101693327B (zh) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101693327A CN101693327A (zh) | 2010-04-14 |
| CN101693327B true CN101693327B (zh) | 2012-01-25 |
Family
ID=42092351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009102100268A Expired - Fee Related CN101693327B (zh) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101693327B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101905389B (zh) * | 2010-08-23 | 2012-07-18 | 武汉铁锚焊接材料股份有限公司 | 用于高强度高韧性钢焊接的焊条 |
| CN101954549B (zh) * | 2010-09-19 | 2012-07-25 | 山东建筑大学 | 一种氩弧熔覆铁基粉末 |
| CN103056550B (zh) * | 2012-12-25 | 2016-03-09 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种屈服强度900MPa级别的气体保护焊焊丝 |
| CN105436742B (zh) * | 2015-12-12 | 2018-01-16 | 四川西冶新材料股份有限公司 | 一种水电用800MPa低合金高强钢焊条及其制备方法 |
-
2009
- 2009-11-03 CN CN2009102100268A patent/CN101693327B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101693327A (zh) | 2010-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101992365B (zh) | 一种高强度高韧性气体保护焊丝 | |
| CN101716706B (zh) | 一种高强度合金实芯焊丝 | |
| CN100519050C (zh) | 车辆用奥氏体不锈钢气保焊焊丝 | |
| CN103028865B (zh) | 高耐蚀气体保护焊丝 | |
| CN101722386B (zh) | 一种高强高韧性气体保护焊丝 | |
| CN102152025B (zh) | 一种抗拉强度900MPa级的气体保护焊丝 | |
| CN101987403B (zh) | 一种900MPa级高性能气体保护焊丝 | |
| CN101244495A (zh) | 90公斤级低焊接裂纹敏感性高强度钢板用焊丝 | |
| CN101518857B (zh) | 石油、天然气输送管道专用焊丝 | |
| CN103194674B (zh) | 一种hb360级耐磨钢板及其制造方法 | |
| CN101125397A (zh) | 一种节镍型奥氏体不锈钢焊丝 | |
| CN105458550A (zh) | 一种海洋工程用气保护焊丝 | |
| CN101693327B (zh) | 一种高强度高韧性铁粉焊条熔敷金属 | |
| CN102728966A (zh) | 一种含铜的高强度高韧性焊条熔敷金属 | |
| CN109604863B (zh) | 一种高强韧气体保护焊丝 | |
| CN101837525B (zh) | 一种大线能量焊接电弧焊焊条 | |
| CN103056550B (zh) | 一种屈服强度900MPa级别的气体保护焊焊丝 | |
| CN101918607B (zh) | 具有在焊接热影响区冲击韧性较好的焊接接头的大线能量焊接高强度钢板 | |
| CN110480207A (zh) | 一种适用于1000MPa级超高强钢焊接的含复合稀土元素药芯焊丝 | |
| CN103600178B (zh) | 一种高强度耐候钢气体保护实芯焊丝 | |
| CN110385545A (zh) | 一种手工氩弧焊用焊丝钢 | |
| CN106944764B (zh) | 一种桥梁用高性能抗腐蚀埋弧焊焊接材料 | |
| CN110640350B (zh) | 一种超高强度气体保护焊焊丝及盘条 | |
| CN1569386A (zh) | 一种低温韧性好的高强度电焊条 | |
| CN109014653A (zh) | 一种可消应力处理的高强气体保护焊丝 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120125 Termination date: 20151103 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |