CN115502610A - 一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水和高强钢用焊丝及其生产方法 - Google Patents

一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水和高强钢用焊丝及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水和高强钢用焊丝及其生产方法，所述含钒钛的高强钢用焊丝钢水，以钢水的总重量为基准含有：0.06～0.12％C，0.40～1.00％Si，1.20～2.40％Mn，≦0.01％Cu，1.00～4.00％Ni，0.20～1.0％Cr，0.60～1.00％Mo，0.06～0.10％V，0.02～0.10％Ti等。高强钢用焊丝采用真空感应熔炼钢水，经锻造、轧制、拉拔、镀铜等工序制备，采用该成品焊丝开展熔敷金属焊接试验，测试熔敷金属屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1060MPa，可以与现有屈服强度大于980MPa的钢板等强匹配，满足工程机械行业对焊丝的需求。

Description

一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水和高强钢用焊丝及其生产 方法
技术领域
本发明属于冶炼及丝材制备技术领域，具体涉及一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水和高强钢用焊丝及其生产方法。
背景技术
随着国内钢厂冶金水平的不断提高，目前已经可以批量生产屈服强度大于980MPa的不同厚度的高强度甚至超高强度钢板。随着能源趋紧以及对结构轻量化的要求越来越高，国内工程机械制造领域已经开始使用屈服强度大于980MPa及以上强度的高强钢，而且随着轻量化要求的不断提高，屈服强度大于980MPa的钢板的使用将越来越广泛。由于工程机械在制造的时候以焊接为主，而国内钢厂在研制高强钢的时候并未同步研制与其强度相匹配的焊材，导致目前在焊接屈服强度大于980MPa的钢板时，以使用进口的实心气体保护焊丝为主。这主要是由于高强钢的使用及技术均来自国外，国外在对钢板的轧制、热处理以及焊接性方面有了成熟的经验及生产工艺，而国内钢材的研制与焊材的研制是分开的，导致目前国内仅可以生产钢板而无法同步供应焊材。虽然国内焊材厂家已经开始研制并开展相关的试验工作，但尚未得到国内终端用户的认可。
因此，国内急需与钢板强度相匹配的且性能稳定的气体保护焊丝。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水以及由所述钢水通过锻造、轧制、拉拔制备成高强钢用焊丝的生产方法，所述高强钢用焊丝完全满足与现有屈服强度大于980MPa的钢板的等强匹配。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水，以钢水的总重量为基准，所述钢水含有：0.06％～0.12％的C，0.40％～1.00％的Si，1.20％～2.40％的Mn，不大于0.020％的P，不大于0.015％的S，不大于0.01％的Cu，1.00％～4.00％的Ni，0.20％～1.0％的Cr，0.60％～1.00％的Mo，0.06％～0.10％的V，0.02％～0.10％的Ti，不大于0.0080％的N，不大于0.0060％的O，不大于0.0003％的H，余量为Fe和不可预见的杂质。
一种由上述含钒钛的高强钢用焊丝钢水制成高强钢用焊丝的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括如下步骤：
①真空感应炉冶炼：采用真空感应熔炼炉进行冶炼，将钢水调整至如下重量百分比成分：0.06％～0.12％的C，0.40％～1.00％的Si，1.20％～2.40％的Mn，不大于0.020％的P，不大于0.015％的S，不大于0.01％的Cu，1.00％～4.00％的Ni，0.2％～1.0％的Cr，0.60％～1.00％的Mo，0.06％～0.10％的V，0.02％～0.10％的Ti，不大于0.0080％的N，不大于0.0060％的O，不大于0.0003％的H，余量为Fe和不可预见的杂质。成分调整完成以后，调整钢液温度至1520～1560℃，然后将钢水倒入预先准备好的钢锭模内；
②锻造：步骤①获得的钢锭冷却后，将其冒口进行锯切，表面进行打磨至无肉眼可见缺陷后，放入加热炉内进行加热，保温温度为1050～1080℃，保温时间2-4小时；然后进行锻造，所述锻造的设备优选为液压式锻造机；
③轧制：步骤②锻造后的钢坯进行表面打磨至金属光泽且无肉眼可见缺陷，放入加热炉内进行加热，保温温度为1050～1080℃，保温时间2-4小时；采用连续式轧机轧制成公称尺寸Φ6.50mm的盘条，轧制后的盘条放入沙坑进行缓冷。
④拉拔：采用模具对步骤③获得的盘条进行拉拔减径，拉拔至Φ1.23mm时进行表面清洗并镀铜至Φ1.20mm成品，然后层绕。所述模具优选为人造金刚石材质的高精度固定式模具。
一种上文所述方法制成的高强钢用焊丝，所述高强钢用焊丝的熔敷金属屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1060MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明使用真空感应熔炼炉进行冶炼，保证了钢水的纯净度以及成分的精确控制，特别是氢、氧、氮等气体元素及易挥发的杂质元素可以控制在较低的水平。对各合金成分元素进行优化，使各元素达到一定的配比及相互作用，可以保证焊接后的熔敷金属性能保持在一个稳定的范围内。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。钢水成分检测依据《GB/T 223钢铁及合金化学分析方法》系列标准，熔敷金属力学性能检测依据《GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法》、《GB/T 2652焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》标准。
实施例1
一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水，以钢水的总重量为基准，所述钢水含有：0.06％的C，0.40％的Si，1.20％的Mn，0.015％的P，0.010％的S，0.005％的Cu，2.00％的Ni，0.2％的Cr，1.00％的Mo，0.06％％的V，0.03％的Ti，0.0060％的N，0.0040％的O，0.0002％的H，余量为Fe和不可预见的杂质。
一种由上述含钒钛的高强钢用焊丝钢水制成高强钢用焊丝的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：①采用真空感应熔炼炉进行冶炼，将钢水调整至上述重量百分比成分；成分调整完成以后，调整钢液温度至1520℃，然后将钢水倒入预先准备好的钢锭模内。②步骤①获得的钢锭冷却以后，将其冒口进行锯切，表面进行打磨至无肉眼可见缺陷后，放入加热炉内进行加热，保温温度为1050℃，保温时间两小时；然后采用液压式锻造机进行锻造。③将步骤②锻造后的钢坯进行表面打磨至金属光泽且无肉眼可见缺陷，放入加热炉内进行加热，保温温度为1050℃，保温时间两小时；采用连续式轧机轧制成公称尺寸Φ6.50mm的盘条，轧制后的盘条放入沙坑进行缓冷。④采用固定式模具对盘条进行拉拔减径，拉拔至Φ1.23mm时进行表面清洗并镀铜至Φ1.20mm获得成品，然后层绕。
一种上文所述方法制成的高强钢用焊丝，采用该焊丝进行熔敷试板焊接，熔敷金属力学性能如表1所示。
表1熔敷金属力学性能
Rp0.2，(MPa) Rm，(MPa) A(％) Z(％) Akv(-40℃)
1020 1080 15.0 48.0 65
实施例2
一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水，以钢水的总重量为基准，所述钢水含有：0.09％的C，0.70％的Si，1.80％的Mn，0.015％的P，0.010％的S，0.005％的Cu，3.00％的Ni，1.0％的Cr，0.60％的Mo，0.08％的V，0.05％的Ti，0.0060％的N，0.0040％的O，0.0002％的H，余量为Fe和不可预见的杂质。
一种由上述含钒钛的高强钢用焊丝钢水制成高强钢用焊丝的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：①采用真空感应熔炼炉进行冶炼，将钢水调整至上述重量百分比成分；成分调整完成以后，调整钢液温度至1540℃，然后将钢水倒入预先准备好的钢锭模内。②步骤①获得的钢锭冷却以后，将其冒口进行锯切，表面进行打磨至无肉眼可见缺陷后，放入加热炉内进行加热，保温温度为1065℃，保温时间2.5小时；然后采用液压式锻造机进行锻造。③将步骤②锻造后的钢坯进行表面打磨至金属光泽且无肉眼可见缺陷，放入加热炉内进行加热，保温温度为1065℃，保温时间2.5小时；采用连续式轧机轧制成公称尺寸Φ6.50mm的盘条，轧制后的盘条放入沙坑进行缓冷。④采用固定式模具对盘条进行拉拔减径，拉拔至Φ1.23mm时进行表面清洗并镀铜至Φ1.20mm获得成品，然后层绕。
一种上文所述方法制成的高强钢用焊丝，采用该焊丝进行熔敷试板焊接，熔敷金属力学性能如表2所示。
表2熔敷金属力学性能
Rp0.2，(MPa) Rm，(MPa) A(％) Z(％) Akv(-40℃)
1045 1092 14.5 44.5 60
实施例3
一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水，以钢水的总重量为基准，所述钢水含有：0.12％的C，1.00％的Si，2.40％的Mn，0.010％的P，0.010％的S，0.005％的Cu，4.00％的Ni，0.8％的Cr，0.80％的Mo，0.10％的V，0.08％的Ti，0.0040％的N，0.0040％的O，0.0002％的H，余量为Fe和不可预见的杂质。
一种由上述含钒钛的高强钢用焊丝钢水制成高强钢用焊丝的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：①采用真空感应熔炼炉进行冶炼，将钢水调整至上述重量百分比成分；成分调整完成以后，调整钢液温度至1560℃，然后将钢水倒入预先准备好的钢锭模内。②步骤①获得的钢锭冷却以后，将其冒口进行锯切，表面进行打磨至无肉眼可见缺陷后，放入加热炉内进行加热，保温温度为1080℃，保温时间3.0小时；然后采用液压式锻造机进行锻造。③将步骤②锻造后的钢坯进行表面打磨至金属光泽且无肉眼可见缺陷，放入加热炉内进行加热，保温温度为1080℃，保温时间3.0小时；采用连续式轧机轧制成公称尺寸Φ6.50mm的盘条，轧制后的盘条放入沙坑进行缓冷。④采用固定式模具对盘条进行拉拔减径，拉拔至Φ1.23mm时进行表面清洗并镀铜至Φ1.20mm获得成品，然后层绕。
一种上文所述方法制成的高强钢用焊丝，采用该焊丝进行熔敷试板焊接，熔敷金属力学性能如表3所示。
表3熔敷金属力学性能
Rp0.2，(MPa) Rm，(MPa) A(％) Z(％) Akv(-40℃)
1060 1100 14.0 37.5 55
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种含钒钛的高强钢用焊丝钢水，其特征在于，以钢水的总重量为基准，所述钢水含有：0.06％～0.12％的C，0.40％～1.00％的Si，1.20％～2.40％的Mn，不大于0.020％的P，不大于0.015％的S，不大于0.01％的Cu，1.00％～4.00％的Ni，0.20％～1.0％的Cr，0.60％～1.00％的Mo，0.06％～0.10％的V，0.02％～0.10％的Ti，不大于0.0080％的N，不大于0.0060％的O，不大于0.0003％的H，余量为Fe和不可预见的杂质。
2.一种由权利要求1所述含钒钛的高强钢用焊丝钢水制成高强钢用焊丝的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括如下步骤：
①真空感应炉冶炼：采用真空感应熔炼炉进行冶炼，将钢水调整至如下重量百分比成分：0.06％～0.12％的C，0.40％～1.00％的Si，1.20％～2.40％的Mn，不大于0.020％的P，不大于0.015％的S，不大于0.01％的Cu，1.00％～4.00％的Ni，0.2％～1.0％的Cr，0.60％～1.00％的Mo，0.06％～0.10％的V，0.02％～0.10％的Ti，不大于0.0080％的N，不大于0.0060％的O，不大于0.0003％的H，余量为Fe和不可预见的杂质；成分调整完成以后，调整钢液温度至1520～1560℃，然后将钢水倒入预先准备好的钢锭模内；
②锻造：步骤①获得的钢锭冷却后，将其冒口进行锯切，表面进行打磨至无肉眼可见缺陷后，放入加热炉内进行加热，保温温度为1050～1080℃，保温时间2-4小时；然后进行锻造；
③轧制：步骤②锻造后的钢坯进行表面打磨至金属光泽且无肉眼可见缺陷，放入加热炉内进行加热，保温温度为1050～1080℃，保温时间2-4小时；采用连续式轧机轧制成公称尺寸Φ6.50mm的盘条，轧制后的盘条放入沙坑进行缓冷；
④拉拔：采用模具对步骤③获得的盘条进行拉拔减径，拉拔至Φ1.23mm时进行表面清洗并镀铜至Φ1.20mm获得成品，然后层绕。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤②中所述锻造的设备优选为液压式锻造机。
4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤④中所述模具优选为人造金刚石材质的高精度模具。
5.一种权利要求2-4任一所述方法制成的高强钢用焊丝，其特征在于：所述高强钢用焊丝的熔敷金属屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1060MPa。
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