本發明專利技術提供一種復合微合金化焊絲用鋼及其制備方法，其特征在于：鋼的化學成分為（重量百分比）：0.06%≤C≤0.15%，0.81%≤Si≤1.15%，1.40%≤Mn≤1.85%，0.08%≤Ni≤0.15%，0.05%≤Cr≤0.15%，0.05%≤Mo≤0.15%，0.008%≤Ti≤0.012%，0.006%≤V≤0.030%，0.015%≤Nb≤0.025%，0.0005%≤B≤0.0030%，S≤0.025%，P≤0.025%，O≤0.005%，余量為Fe；采用轉爐—鋼包底吹氬—LF精煉—全保護連鑄—熱軋—STELMOR冷卻制備流程。本發明專利技術的復合合金化不僅有利于細化熔滴、穩定電流，提高焊縫質量，而且有助于提高焊縫強度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋼鐵材料領域，特別涉及到一種采用多種合金元素復合合金化的焊絲用鋼。
技術介紹
高鈦合金焊絲是目前氣體保護焊的主要材料，這類鋼一般要求Ti的控制范圍為0.10%- 0.25%內，目前這類鋼種主要存在兩個問題:一是高鈦合金焊絲鋼在連鑄時鈦容易氧化、氮化以Ti02、TiN顆粒形式進入保護渣引起保護渣性能惡化，導致連鑄坯質量問題；二是焊接時合金元素在CO2氣氛下也存在氧化，如果合金量不足，脫氧不充分，將導致焊縫中產生氣孔，特別是熔滴不均勻導致焊接電流波動大、熔滴粗細不均勻，影響焊接質量，因此，目前高鈦合金焊絲鋼中鈦合金元素一般都控制在0.12%以下，這導致鋼中鈦元素含量不足，焊接使用過程中鈦元素的細晶、細化焊滴、穩定焊接電流的作用減弱；現有技術中也有將鈦含量控制在較高水平的技術，主要集中在全保護澆鑄、優化保護渣性能以及焊接氣氛控制、焊接保護渣控制等方面，這 方面的技術可以作為鈦含量超標后的補救措施；目前，需要從材料自身的問題出發，研究開發一種新的鋼種，引入多種與Ti元素起相同或近似作用的元素進行復合微合金化，即發揮這些微合金化元素在焊接時細晶、細化焊滴、穩定電流、提高焊縫質量等方面的作用，又將鈦含量降低到一定含量范圍，減少因鈦含量高導致的鋼的連鑄過程和焊接過程中控制鈦元素的氧化、氮化問題；現有技術針對高鈦焊絲鋼連鑄過程控制鈦元素的氧化主要是通過連鑄保護澆鑄實現的，但鋼中熔解的氧和氮，對鋼中鈦的氧化和氮化問題無法通過連鑄保護澆鑄解決；控制焊接過程合金元素氧化的問題，主要是通過氣體保護焊接，但目前多采用CO2氣氛保護，仍存在鈦合金元素被CO2氧化及焊接過程二次氮化的問題；因此，目前需要從高鈦合金焊絲材料本身出發，通過復合微合金化，降低鈦合金元素含量，即開發一種多種合金元素復合微合金化的新材料。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種復合微合金化焊絲用鋼新材料，即在現有高鈦合金鋼的基礎上引入多種與Ti元素起相同或近似作用的元素進行復合微合金化，降低鈦元素含量，從而減少和控制鋼在連鑄及焊接使用過程中由于鈦元素的氧化、氮化導致的各種問題。本專利技術的目的是通過下列技術方案來實現的: 一種復合微合金化焊絲用鋼，其特征在于鋼的化學成分為(重量百分比):0.06% ≤ C ≤ 0.15%, 0.81% ≤ Si ≤ 1.15%, 1.40% ≤ Mn ≤ 1.85%, 0.08% ≤ Ni ≤ 0.15%,0.05% ≤ Cr≤ 0.15%, 0.05% ≤ Mo ≤ 0.15%, 0.008% ≤ Ti ≤ 0.012%, 0.006% ≤ V ≤ 0.030%,0.015% ≤ Nb ≤ 0.025%, 0.0005% ≤ B ≤ 0.0030%, S ≤ 0.025%, P ≤ 0.025%, O ≤ 0.005%,余量為Fe。本專利技術的復合微合金化焊絲鋼盤條的生產過程的特征為:采用轉爐一鋼包底吹Μ,一LF精煉一全保護連鑄一熱軋一STELMOR冷卻制備流程,具體步驟特征為: a)氧氣轉爐煉鋼:出鋼溫度目標為1650-1680°C ;轉爐冶煉終點成分質量百分數控制為:C 0.05%-0.06%, P彡0.010%, S彡0.020%，余量為鐵；轉爐冶煉終點爐渣的二元堿度控制在3.5-4.0，渣中FeO低于10% ;轉爐出鋼過程向鋼包中加入硅鐵和錳鐵進行預脫氧和硅錳元素合金化，向鋼包中加入渣重量5-8%的石灰提高渣堿度進行回硫、回磷控制，鋼包的目標成分質量百分數為:C 0.05%-0.07%, Si 0.81%-L 15%, Mn 1.40%-1.85%, S 彡 0.020%,P彡0.020%，余量為鐵。b)鋼包吹氬:轉爐出鋼過程中對鋼包進行底吹氬，吹氬壓力控制在0.4-0.8MPa,壓力調節以鋼包液面“裸眼”直徑在100mm-150mm范圍為目標。c) LF精煉:雙工位LF爐精煉，鋼包到位后吹氬，吹氬壓力控制在0.5-0.8MPa，壓力調節以鋼包液面“裸眼”直徑140mm-150mm在范圍內為目標；采用電石還原鋼包渣，白渣保持時間25-30分鐘；加入電石、白渣保持10分鐘后依次加入鎳鐵、鉻鐵、鑰鐵、釩鐵、鈮鐵、鈦鐵和硼鐵，調整合金元素含量到目標范圍:0.08%≤Ni≤0.15%,0.05%≤Cr≤0.15%，0.05% ≤ Mo ≤ 0.15%, 0.006% ≤ V ≤ 0.030%, 0.015% ≤ Nb ≤0.025%, 0.008% ≤ Ti ≤ 0.012%,0.0005% ≤ B ≤0.0030%, S ≤ 0.025%, P ≤ 0.025%, O ≤ 0.005% ；LF 精煉結束前 5 分鐘，采用軟吹氬，吹氬壓力控制在0.4-0.5MPa，壓力調節以鋼包液面“裸眼”直徑40mm-50mm為目標。 d)連鑄過程:實現全保護澆鑄，包括:大包長水口氬封保護澆鑄，中間包采用低碳堿性覆蓋劑覆蓋，結晶器采用浸入式水口，結晶器內采用保護渣；澆鑄過程中間包鋼水過熱度控制在25-30°C。e)熱軋過程:加熱爐出爐溫度1000-1050°C，初軋溫度930_960°C，精軋入口溫度900-9200C，精軋出口溫度 1000-1040°C，吐絲溫度 830_850°C。f) STELMOR 冷卻。本專利技術與現有的高鈦合金焊絲用鋼相比，通過引入V、Nb、B、Cr、Mo等合金元素進行復合微合金化，降低Ti元素的加入量，V、Nb、Mo元素與鈦一樣起到細化晶粒提高韌性的作用，Cr和B可以減少氮化鈦的析出，另外，這些元素的加入降低了鋼種氧、氮含量，特別是這些元素在連鑄坯凝固及焊層凝固過程中，形成微納米級別的氮化物，且這些元素析出時機不同，這些元素的氮化物不會相互融合長大，從而起到細晶和焊接液滴細密化的作用，而鈦的含量降低到0.008%-0.012%,消除了含鈦合金鋼在連鑄和焊接使用過程因為過量Ti氧化、氮化出現的問題；另外，微合金化元素的含量低，替代了傳統高鈦合金焊絲鋼中大量的T1、N1、Mo等合金元素，降低了鋼的生產成本。與現有技術相比較，采用本專利技術的優點如下: I)本專利技術提出采用Nb、V、B、T1、Cr等進行復合微合金化，這些元素均具有形成氮化物、細化晶粒和脫氧作用，替代高鈦合金鋼中大量的鈦元素，即發揮了這些微合金化元素在焊接時細晶、細化焊滴、穩定電流、提高焊縫質量等方面的作用，又將鈦含量降低到一定含量范圍，從根本上解決了因鈦含量高導致的鋼的連鑄過程和焊接過程中鈦元素過量氧化、氮化導致的質量問題。2)本專利技術提出的多元素復合微合金化的合金消耗總量比使用單一的Ti合金化生產高鈦合金焊絲鋼要少，特別是合金化前充分脫氧、合金化后全保護澆鑄，控制了合金元素的氧化，降低了生產成本。3)本專利技術提出的多元素復合微合金化鋼的制備方法中不用鋁脫氧，鋼液不經鈣處理，不僅節約了成本，而且鋼種無大尺寸的氧化鋁、鋁酸鈣夾雜物，這些大尺寸夾雜物恰恰是導致焊接時鋼液飛濺的重要因素，因此本專利技術的復合合金化焊絲鋼焊接時電流平穩，金屬飛濺少。具體實施例方式以下結合實施例對本專利技術作進一步的闡述；實施例僅用于說明本專利技術，而不是以任何方式來限制本專利技術。實施實例I 采用100噸轉爐冶煉，廢鋼加入量10%，冶煉終點成分質量為:C 0.05%, P 0.0本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種復合微合金化焊絲用鋼，其特征在于鋼的化學成分為（重量百分比）：0.06%≤C≤0.15%，0.81%≤Si≤1.15%，1.40%≤Mn≤1.85%，0.08%≤Ni≤0.15%，0.05%≤Cr≤0.15%，0.05%≤Mo≤0.15%，0.008%≤Ti≤0.012%，0.006%≤V≤0.030%，0.015%≤Nb≤0.025%，0.0005%≤B≤0.0030%，S≤0.025%，P≤0.025%，O≤0.005%，余量為Fe。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王宏明，李桂榮，趙玉濤，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：
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