[发明专利]耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接头。

背景技术

最近，随着油价持续升高的趋势，人们集中关注低费用的石油生产 方法。在此过程中，随着开发出大规模原油分离工序技术，对油砂产业 的需求剧增。油砂最初是表示含有原油的沙子或砂岩的单词，但是，如 今是指含有存在于油层中的原油的沉积岩等所有的岩石。这种从油砂中 提取原油的石油生产方法是一种代替现有的从液体油井中提取原油的方 式的新型石油生产方法，从降低生产费用方面来说，是期待得到开发的 领域。

然而，就油砂而言，原油中通常包含大量杂质。因此，在获得原油 的过程中，必须包括去除这种杂质的工序。为了从采集的油砂中提取原 油，会将油砂运送到有分离装置的一定距离的地方，并且需要用于将运 送的油砂分离为杂质和原油的分离用管。所述管的作用为，用水使装在 其内部的原油和杂质(岩石、砂砾、沙子等)旋转，使原油漂浮上来， 从而将原油分离出来。对于这种管而言，不仅需要其具有高强度，而且 为了承受由内部的岩石或砂砾等引起的冲击，还需要具有耐冲击性及耐 磨性，并且还需要确保在-29℃的外部温度下也能承受的冲击韧性，尤其 是与母材相比物理性质相对降低的焊接接头更需要如此。这是因为母材 可通过各种热处理或轧制及控制冷却等来控制适合其用途的物理性质， 从而能够通过所添加的合金组成来最大限度地获得耐磨性及冲击韧性， 另一方面，焊接接头的形成主要受到焊接材料的影响，而且焊接使得内 部组织与铸造组织非常相似，因此很难确保希望得到的物理性质。

目前，为了采集油砂，通常使用的管有APIX65和X70，利用所述 APIX65和X70获得的焊接接头存在前述的低温冲击韧性和耐磨性差的 缺点，因此迫切需要开发出可代替上述焊接接头的焊接接头。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种不仅低温耐冲击韧性优异，而且耐磨 性也优异的焊接接头。

解决技术问题的技术手段

本发明的一个实施方式提供一种耐冲击性及耐磨性优异的焊接接 头。所述焊接接头以重量％计，包含0.02～0.75％的C、0.2～1.2％的Si、1 5～25％的Mn、2～7％的Cr、0.025％以下的S、0.025％以下的P、0.001～0. 4％的N、余量的Fe及其它不可避免的杂质，并且在20℃下的堆垛层错 能为15～40mJ/m²。

发明的效果

根据本发明，因能够提供具有优异的低温冲击韧性及耐磨特性的焊 接接头，从而可以提供一种在石油生产相关的油砂产业领域所使用的泥 浆管等中非常适合使用的焊接接头。

优选实施方式

本发明人为了能够很好地用于通过油砂获得原油的过程等中使用的 油砂分利用高锰管，在对具有优异的低温耐冲击性及耐磨性的焊接接头 进行研究的过程中，认识到通过适当控制合金组成和堆垛层错能可以确 保焊接接头具有上述特性，从而完成了本发明。

以下，对本发明的合金组合进行说明。

C：0.02～0.75重量％

碳(C)是用于确保焊接接头的强度和焊接固化性的同时，还能够确 保焊接接头的低温冲击韧性的、使奥氏体稳定形成的必需元素。但是， 当C的含量少于0.02重量％时，会因无法确保焊接接头的强度，以及无 法获得稳定的奥氏体而难以确保低温耐冲击韧性。所述C能够与其含量 成正比地增加焊接接头的强度，但C含量超过0.75重量％时，会增加堆 垛层错能，从而在塑性变形时会产生滑移现象而不是孪晶(twinning)现 象，由此会降低耐磨性。因此，所述C含量优选控制在0.02～0.75重量％。

Si：0.2～1.2重量％

硅(Si)是起到脱氧剂的作用，且在焊接时可使熔融金属的延展性变 好，从而提高焊接特性的元素。同时，通过固溶强化还可以提高强度。 为了达到上述效果，所述Si含量优选在0.2重量％以上。另一方面，Si 的含量超过1.2重量％时，会在焊接接头内部引起偏析等，从而有可能会 降低低温冲击韧性，因此，所述Si的含量优选控制在0.2～1.2重量％。

Mn：15～27重量％