[发明专利]一种P92钢埋弧焊焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及P92钢的焊接材料，特别涉及一种应用于P92钢埋弧焊工艺的焊接材料。

背景技术

P92钢是在P91钢的基础上添加一定量的钨元素、适当降低钼元素含量、添加微量硼元素而得到的一种新型马氏体耐热钢，被广泛用于超超临界锅炉主蒸汽管、集箱等厚壁管道。埋弧焊作为一种机械化焊接方法，具有生产效率高、焊缝质量高和劳动条件好的优点，在锅炉部件制造中具有显著的技术和成本优势。但是，埋弧焊的焊缝韧性偏低，影响了埋弧焊这一高效焊接方法在锅炉制造中的应用。目前P92钢埋弧焊焊丝大多采取与P92钢成分相近的合金化设计，并在P92钢基础上添加一定的镍、锰元素来改善焊缝韧性，但效果有限，而且若镍、锰元素含量过大会导致Ac₁相变点明显降低，影响了焊后热处理工艺的实施，给焊接接头的高温性能带来不利影响(Brühl.Verhalten des 9％-ChromstahlesX10CrMoVNb91 und seiner Schweiβverbindungen im Kurz-undLangzeitversuch.Dissertation，Graz 1989)。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高焊缝韧性的P92钢埋弧焊焊丝。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种P92钢埋弧焊焊丝，其化学组成成分及其质量百分比如下：

C：0.06～0.08％，Si：≤0.40％，Mn：0.4～1.0％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，Cr：9.0～10％，Mo：0.3～0.6％，V：0.15～0.25％，W：1.5～2.0％，Ni：≤0.6％，Nb：0.03～0.07％，Co：0.8～1.0％，B：0.001～0.005％，N：0.03～0.07％，余量为铁。

根据焊接冶金理论，适当降低含碳量可以提高焊缝韧性，但过低的含碳量会影响焊缝金属高温蠕变断裂强度，目前P92钢焊丝中碳的质量百分含量一般控制在0.1～0.12％，为了提高焊缝韧性又不影响焊缝金属高温蠕变断裂强度，本发明在现有P92钢埋弧焊焊丝的成分基础上适当降低了含碳量，将本发明焊丝中碳的质量百分含量控制在0.06～0.08％。

焊接后因为冷却速度较快，在焊缝金属中易形成δ铁素体，由于δ铁素体是一种脆性相，焊缝中若出现较多δ铁素体，将明显降低焊缝韧性(Naoi H，MimuaH，Ohgami M，Morimoto H，Tanaka T，Yazaki Y NF616 pipe production and propertiesand welding consumable development.Conference New Steels for Advanced Plant upto 620℃，EPRI，London，1995)，为了提高焊缝韧性，需要加入一定量的奥氏体化元素来抑制δ铁素体的形成。本发明采取加入奥氏体化元素钴，钴的加入在抑制δ铁素体形成的同时又几乎不降低Ac₁相变点，在保证了焊接接头高温性能的同时，可提高焊缝韧性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明焊丝是在现有P92钢埋弧焊焊丝的成分基础上，通过适当降低碳含量、加入适量钴元素的方法得到一种新组份的埋弧焊焊丝，将本发明焊丝用于埋弧焊焊接中，在保证焊接接头高温性能的前提下，提高了焊缝韧性，保证埋弧焊这一高效焊接方法在锅炉制造中的应用。

附图说明

图1为本发明焊丝焊缝金属的显微组织；

图2为本发明焊丝与英国Metrode公司的9CrWV型焊丝的焊缝金属常温冲击韧性平均值对比；

图3为以本发明焊丝为焊接材料的P92埋弧焊接头的持久强度曲线。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例：按质量百分比取C：0.08％、Si：0.30％、Mn：0.78％、P：0.007％、S：0.003％、Cr：9.50％、Mo：0.30％、V：0.2％、W：1.52％、Ni：0.52％、Nb：0.033％、Co：0.91％、B：0.0038％、N：0.057％、余量为Fe，用常规电炉冶炼法冶炼，经退火后在拉丝机上拉拔制成直径为Φ2.4mm的焊丝。