本發(fā)明專利技術(shù)屬于材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊絲。所述埋弧焊絲的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C?0.01～0.08，Si+Mn?0.5～2.0，Ni?0.2～1.2，Mo?0.1～0.4，Cr≤0.20，Al?0.003～0.01，Ti?0.01～0.1，P≤0.015，S≤0.01，余量為Fe和雜質(zhì)。本發(fā)明專利技術(shù)的用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊絲適用390MPa級反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)板的焊接，焊縫金屬在焊態(tài)和經(jīng)消除應(yīng)力熱處理后低溫韌性優(yōu)良，且具有良好的抗輻照性能。本發(fā)明專利技術(shù)的埋弧焊絲同樣適用于強度級別在400MPa以上的低合金高強鋼埋弧焊接。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊絲。
技術(shù)介紹
隨著核電事業(yè)的不斷發(fā)展，反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)承受的重量載荷顯著增大，鋼板的厚度不斷增加。目前在用的鋼板最大板厚已經(jīng)不能滿足新型反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的要求。反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)本身就是焊接結(jié)構(gòu)件，不同部位的工作環(huán)境不同。根據(jù)所涉及的相關(guān)材料和結(jié)構(gòu)的要求，有些部位需要進行焊后熱處理。此外，整個結(jié)構(gòu)需要承受一定劑量的中子輻射。焊縫金屬既要在焊態(tài)和熱處理態(tài)下同時滿足各項技術(shù)指標(biāo)的要求，又要具有良好的抗輻照性能。支承結(jié)構(gòu)所要求的焊后熱處理是一種消除焊接應(yīng)力的熱處理方法，這種熱處理不同于調(diào)整材料性能的熱處理方法，對焊縫性能的影響很大，通常不含Cu的焊接材料，消除應(yīng)力熱處理后都會引起強度降低、低溫韌性大幅度下降的現(xiàn)象，低溫韌性下降幅度通常為50％～90％。可見，反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)焊接施工條件非常復(fù)雜，對焊縫金屬性能的要求也較高。目前，國內(nèi)還沒有適用于390MPa級的反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)用厚鋼板的埋弧焊絲。因此，亟待開發(fā)出一種滿足反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼特殊性能要求的埋弧焊絲。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊絲，該埋弧焊絲的焊縫金屬在焊態(tài)和熱處理態(tài)均具有良好的低溫韌性，且輻照試驗后力學(xué)性能優(yōu)良。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲，所述埋弧焊絲的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C0.01～0.08，Si+Mn0.5～2.0，Ni0.2～1.2，Mo0.1～0.4，Cr≤0.20，Al0.003～0.01，Ti0.01～0.1，P≤0.015，S≤0.01，余量為Fe和雜質(zhì)。所述埋弧焊絲的焊縫金屬具有細小針狀鐵素體組織。所述埋弧焊絲適用于強度級別為400MPa以上低合金高強鋼的埋弧焊接。所述埋弧焊絲適用于390MPa級反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼的焊接。所述埋弧焊絲的焊態(tài)焊縫金屬-20℃沖擊吸收功Akv95.3～148.3J，-40℃沖擊吸收功Akv65～91.7J，熱處理態(tài)焊縫金屬-20℃沖擊吸收功Akv88.9～142J，-40℃沖擊吸收功Akv56.7～97.3J，輻照后焊縫金屬-20℃沖擊吸收功Akv80.3～140J，-40℃沖擊吸收功Akv55.4～85.7J。本專利技術(shù)的有益效果在于：1)本專利技術(shù)的用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊絲適用390MPa級反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)板的焊接，焊縫金屬在焊態(tài)和經(jīng)消除應(yīng)力熱處理后低溫韌性優(yōu)良，且具有良好的抗輻照性能。本專利技術(shù)的埋弧焊絲同樣適用于強度級別在400MPa以上的低合金高強鋼埋弧焊焊接。2)本專利技術(shù)焊絲具有優(yōu)良的焊接工藝性能。具體實施方式下面結(jié)合實施例，對本專利技術(shù)的具體實施方式作進一步詳細描述。對于焊接而言，由于焊接結(jié)構(gòu)無法利用變形加工和熱處理手段來提高焊縫金屬的強韌性，焊縫金屬無法避免晶粒粗大、組織疏松等不利因素，其性能主要依靠合金化來實現(xiàn)，但考慮輻照性能的要求，許多常用的強化元素、韌化元素含量需要嚴(yán)格限制，因此焊絲成分設(shè)計必須考慮諸多方面的苛刻條件。本專利技術(shù)的用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C0.01～0.08，Si+Mn0.5～2.0，Ni0.2～1.2，Mo0.1～0.4，Cr≤0.20，Al0.003～0.01，Ti0.01～0.1，P≤0.015，S≤0.01，余量為Fe和雜質(zhì)。本專利技術(shù)的用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲的化學(xué)成分的設(shè)計思路如下：C：為了保證焊絲的強度，必須加入一定量的C，但C含量較高將會對韌性和耐腐蝕性能產(chǎn)生不利影響，故本專利技術(shù)的埋弧焊絲C含量范圍選擇0.01～0.08％。Ni：采用Ni提高焊縫金屬的低溫沖擊韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。Ni是輻照脆化敏感性元素，當(dāng)Ni含量大于1.2％時，輻照敏感性將明顯增加，因此Ni含量應(yīng)在確保低溫韌性的前提下盡可能少，故本專利技術(shù)的埋弧焊絲Ni含量范圍選擇0.2～1.2％。Mo：加入Mo能夠穩(wěn)定焊縫金屬的高溫拉伸強度，減輕去應(yīng)力熱處理對強度和韌性的損失。故本專利技術(shù)的埋弧焊絲Mo含量范圍選擇0.1～0.4％。P、S：盡量降低P、S等對輻照脆化敏感的元素含量。本專利技術(shù)的埋弧焊絲P、S含量范圍選擇分別為P不大于0.015％和S不大于0.01％。采用Mn+Si復(fù)合脫氧，Mn+Si在合適的范圍內(nèi)可以滿足焊接抗氣孔性能，并且獲得較高的焊縫金屬強韌性。故本專利技術(shù)的埋弧焊絲Mn+Si總量范圍選擇為0.5～2.0％。Al：Al是強氧化物形成元素，具有很強的脫氧和細化晶粒的作用，因此在焊接過程中Al能夠減少其他合金元素的燒損。有關(guān)研究表明焊縫金屬中加入適量的鋁含量會使針狀鐵素體含量增加，從而改善焊縫金屬韌性。故本專利技術(shù)的埋弧焊絲Al含量范圍選擇0.01～0.05％。Ti：Ti為有效脫氧的元素，同時Ti可以促進針狀鐵素體的形成，進而提高焊縫金屬的韌性。但是Ti含量過高會降低焊縫金屬的低溫韌性。因此，故本專利技術(shù)的埋弧焊絲Ti含量范圍選擇0.01～0.1％。通過合金元素的合理搭配，使焊縫金屬獲得細小針狀鐵素體組織，滿足對焊縫金屬的綜合性能要求。根據(jù)表1的焊絲的化學(xué)成分進行控制冶煉，對冶煉好的鋼錠軋制成盤條，再進行熱處理、拉拔，最終獲得Ф4.0mm的焊絲(實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5)。表1埋弧焊焊絲化學(xué)成分(質(zhì)量百分數(shù)，％)CSi+MnSPNiCrMoTiAl實施例10.051.450.0050.0070.750.020.40.010.005實施例20.070.900.0020.0080.940.150.250.060.003實施例30.061.030.0030.0090.200.100.270.100.004實施例40.080.500.0040.0050.850.010.280.040.010實施例50.012.00.0090.0091.20.200.100.080.007采用上述5種焊本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲，其特征在于：所述埋弧焊絲的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C?0.01～0.08，Si+Mn0.5～2.0，Ni?0.2～1.2，Mo?0.1～0.4，Cr≤0.20，Al?0.003～0.01，Ti?0.01～0.1，P≤0.015，S≤0.01，余量為Fe和雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲，其特征在于：
所述埋弧焊絲的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：C0.01～0.08，Si+Mn
0.5～2.0，Ni0.2～1.2，Mo0.1～0.4，Cr≤0.20，Al0.003～0.01，Ti0.01～0.1，
P≤0.015，S≤0.01，余量為Fe和雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲，其特征在于：
所述埋弧焊絲的焊縫金屬具有細小針狀鐵素體組織。
3.如權(quán)利要求1所述的用于反應(yīng)堆支承結(jié)構(gòu)的埋弧焊絲，其特征在于：
所述埋弧焊絲適用于強度級別為400MPa以上低合金高強鋼的埋
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬成勇，肖曉明，肖紅軍，齊彥昌，魏金山，
申請(專利權(quán))人：鋼鐵研究總院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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