[发明专利]一种多丝埋弧焊用钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种多丝埋弧焊用钢及其制造方法，所述钢的化学成分以质量计的百分比含量是：C：0.02～0.12％，Si：0.05～0.30％，Mn：0.70～1.80％，P：≤0.012％，S：0.001～0.010％，Al：0.015～0.050％，Nb：0.010～0.060％，Ti：0.005～0.020％，B：0.0005～0.0020％，N：≤0.0050％，Ca：0.0005～0.0020％，RE：≤0.050％，其余为铁和不可避免的杂质；并且满足0.60≤C/Ceq+Mn/10Ceq+12(Ti+RE)+80B≤1.10，Mn/(S/Ca)≤5.0，其中Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。其制造方法采用TMCP工艺，并可以对钢板进行500～650℃的回火处理。本发明解决较大工作线能量(50～200kJ/cm)下，母材热影响区冲击韧性下降问题，成倍提高焊接效率。

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种超低碳微合金高强钢宽厚板及其制造方法，具体地说是一种多丝埋弧焊用钢板及其制造方法。

背景技术

随着现代桥梁、建筑、船舶、管线、容器等钢结构向大型化、高参数、安全性、耐久性方向发展，高效焊接技术重要性愈显突出。在多丝埋弧焊、窄间隙埋弧焊、气电立焊和电渣焊等几种常见的高效焊接方法中，多丝埋弧焊的使用较多，其中又以双丝埋弧焊的应用较为普遍。桥梁、建筑、船舶、管线、容器等行业传统焊接方法如单丝埋弧焊和气体保护焊长期占绝对主导，该焊接方法焊接效率低下，结构生产周期较长。与单电单丝或单电双细丝埋弧焊(热输入为25～50kJ/cm，熔敷效率为8～15kg/h)相比，一般双电双丝埋弧焊的特点是连续输入高(50～200kJ/cm，熔敷效率为50kg/h以上)、热能和焊材消耗少而具有高效节能的优势，可适应于中厚截面构件的对接焊缝、棱角焊缝和平角焊缝，特别是焊接厚截面长构件(板厚≥30mm)的优势更大。普通桥梁、建筑、船舶、管线、容器等钢及其他钢种的焊接线能量超过50kJ/cm时，焊接热影响区韧性急剧下降，不能满足大热输入高效焊接的制造要求。本发明钢板在50～200kJ/cm的热输入条件下，焊接热影响区冲击功在-40℃条件下均大于等于100J。

本发明之前，大线能量焊接用钢申请专利的技术思路主要有两种：

其一，采用氧化物冶金技术，通过严格控制钢水中氧含量50～120ppm，并且按照特定的氧含量条件下添加特定的脱氧剂Mg、Ti、Zr、RE等，生产细小弥散的氧化物，通过钉扎奥氏体晶界抑制粗晶区原始奥氏体晶粒长大；同时，在随后的冷却过程中并为针状铁素体形核提供异质形核核心。该技术生产的钢板可以耐200～400kJ/cm以上的大线能量焊接，适用于气电立焊等单道次成型的大热输入焊接。但使用该技术生产炼钢工艺复杂，需要严格控制钢水氧含量以及脱氧剂加入时机，且工业生产极不稳定，很难实现稳定量产，目前国内没有任何一家钢厂采用该技术进行批量生产。

典型代表专利如表1所示。

其二，采用V-Ti-N技术，在Ti含量一定的情况下，通过增加N含量使焊接过程中TiN的固溶温度从1300℃提高到接近液相线温度，从而依靠TiN的钉扎作用抑制原始奥氏体晶粒的长大，在冷却过程中，V(CN)在TiN上析出，为晶内针状铁素体形核提供异质形核核心。该技术生产的钢板可以耐50～400kJ/cm的大线能量焊接，适用于多丝埋弧焊、气电立焊等大热输入焊接。但是使用该技术生产钢板N含量很高，一般为60～140ppm，母材的时效冲击功很低，同时焊接热影响区经历一次高温热循环，部分N的化合物溶解，自由N固溶在热影响区基体中，进一步恶化时效冲击性能。一般专利为了避开此缺陷，时效冲击未在实施例中列出。使用该技术生产钢板冶炼难度稍低于氧化物冶金技术，但是因为N的时效问题，国内没有任何工程采用该技术生产的钢板，该技术仅限于实验室科学研究。

典型代表专利由表2所示

发明内容