[发明专利]临氢钢用14Cr1MoR配套高韧性电焊条

说明书

本发明涉及焊接材料技术领域，公开了临氢钢用14Cr1MoR配套高韧性电焊条，包括焊芯和药皮，焊芯采用H08E钢，药皮的各组分按重量百分比计，包括碳酸盐35.0~39.0%、氟化物23.5~26.0%、金红石5.0~8.0%、二氧化硅4.0~8.0%、锰铁3.0~5.0%、硅铁6.2~7.2%、钛铁2.0~3.0%、金属铬3.0~5.0%、钼铁2.0~4.0%、稀土1.0~2.0%，还原铁粉5.0~10.0%，CMC 0.6~1.0%，粘结剂1.0~2.0%。本申请的焊条，经690℃×20h热处理后，常温及高温（380℃、450℃、510℃）力学性能良好，‑20℃冲击吸收能≥100J，熔敷金属As、Sn、Sb含量均小于0.005%，X系数小于15ppm，满足临氢钢用14Cr1MoR的焊接需求。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体地说，涉及临氢钢用14Cr1MoR配套高韧性电焊条。

背景技术

随着我国石油、化工行业的高速发展，承压设备也向着大型化、轻量化、高参数、长寿命的方向发展，承压设备所需焊材的性能及稳定性对承压设备的制造质量尤其关键，决定承压设备的最终性能。

1.25Cr~0.5Mo钢属于铁素体~珠光体组织热强钢，高温下具有较高的热强性和抗氧化性，但在375~575℃温度范围内长期工作，会出现回火脆化及韧性降低等问题。近年来，各大钢厂通过控制杂质元素P、As、Sn、Sb的含量，国产钢材性能得到了大幅提升，可以替代进口满足高温下良好的热强性及抗氧化、抗氢、硫腐蚀性能。14Cr1MoR是石油化工装置中常用的钢种之一，在高温下具有较好的热强度及抗氧化性，应用在焦炭塔主体材料中，可经受冷热疲劳，轴向和纵向温差引起的局部塑性变形，其市场占比远高于15CrMoR。

配套临氢钢用14Cr1MoR，满足高温下足够的强度、良好的塑韧性、优良的焊接操作性及抗回火脆化等综合性能的焊材成了制约钢材应用的最大瓶颈。因此，急需研究开发出一种配套临氢钢用14Cr1MoR焊接的高韧性电焊条。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供临氢钢用14Cr1MoR配套高韧性电焊条，经690℃×20h热处理后，常温及高温（380℃、450℃、510℃）力学性能良好，-20℃冲击吸收能≥100J，熔敷金属As、Sn、Sb含量均小于0.005%，X系数小于15ppm，满足临氢钢用14Cr1MoR的焊接需求。

具体内容如下：

本发明提供了临氢钢用14Cr1MoR配套高韧性电焊条，包括焊芯和药皮，焊芯采用H08E钢，药皮的各组分按重量百分比计，包括碳酸盐35.0~39.0 %、氟化物23.5~26.0 %、金红石5.0~8.0 %、二氧化硅4.0~8.0 %、锰铁3.0~5.0 %、硅铁6.2~7.2 %、钛铁2.0~3.0 %、金属铬3.0~5.0 %、钼铁2.0~4.0 %、稀土1.0~2.0 %，还原铁粉5.0~10.0 %，CMC 0.6~1.0 %，粘结剂1.0~2.0 %。

本发明对药皮组分中的杂质元素进行严格限定

采用高碱度的药皮体系，大理石、萤石等在焊接过程中对熔池进行充分的渣气联合保护，保证熔敷金属极低的扩散氢含量，从而保证焊缝金属的低温冲击韧性；适量加入金红石及石英，改善熔渣熔点及表面张力，优化熔滴过渡形式，从而保证焊条的全位置操作性能；合理控制Mn、Si、Ti等合金配比，保证焊接过程脱氧脱硫更加充分，减少焊缝杂质含量，提高焊缝纯净度。

本发明采用以下途径降低热强钢焊接过程中的回火脆性

热强钢焊接过程中回火脆性的产生主要受两方面的影响，其一为合金元素，其二为杂质元素。

Mo在高温长期时效作用下容易形成稳定的碳化物，对回火脆性的影响受扩散速度的控制；Cr在长时间的时效中也会形成碳化物，但合金元素是铬钼钢重要的组成部分，所以在应用中主要通过控制杂质元素的含量来改善性能。