[发明专利]一种复合微合金化焊丝用钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，特别涉及到一种采用多种合金元素复合合金化的焊丝用钢。

背景技术

高钛合金焊丝是目前气体保护焊的主要材料，这类钢一般要求Ti的控制范围为0.10%-

0.25% 内，目前这类钢种主要存在两个问题：一是高钛合金焊丝钢在连铸时钛容易氧化、氮化以TiO₂、TiN颗粒形式进入保护渣引起保护渣性能恶化，导致连铸坯质量问题；二是焊接时合金元素在CO₂气氛下也存在氧化，如果合金量不足，脱氧不充分，将导致焊缝中产生气孔，特别是熔滴不均匀导致焊接电流波动大、熔滴粗细不均匀，影响焊接质量，因此，目前高钛合金焊丝钢中钛合金元素一般都控制在0.12%以下，这导致钢中钛元素含量不足，焊接使用过程中钛元素的细晶、细化焊滴、稳定焊接电流的作用减弱；现有技术中也有将钛含量控制在较高水平的技术，主要集中在全保护浇铸、优化保护渣性能以及焊接气氛控制、焊接保护渣控制等方面，这方面的技术可以作为钛含量超标后的补救措施；目前，需要从材料自身的问题出发，研究开发一种新的钢种，引入多种与Ti元素起相同或近似作用的元素进行复合微合金化，即发挥这些微合金化元素在焊接时细晶、细化焊滴、稳定电流、提高焊缝质量等方面的作用，又将钛含量降低到一定含量范围，减少因钛含量高导致的钢的连铸过程和焊接过程中控制钛元素的氧化、氮化问题；现有技术针对高钛焊丝钢连铸过程控制钛元素的氧化主要是通过连铸保护浇铸实现的，但钢中熔解的氧和氮，对钢中钛的氧化和氮化问题无法通过连铸保护浇铸解决；控制焊接过程合金元素氧化的问题，主要是通过气体保护焊接，但目前多采用CO₂气氛保护，仍存在钛合金元素被CO₂氧化及焊接过程二次氮化的问题；因此，目前需要从高钛合金焊丝材料本身出发，通过复合微合金化，降低钛合金元素含量，即开发一种多种合金元素复合微合金化的新材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合微合金化焊丝用钢新材料，即在现有高钛合金钢的基础上引入多种与Ti元素起相同或近似作用的元素进行复合微合金化，降低钛元素含量，从而减少和控制钢在连铸及焊接使用过程中由于钛元素的氧化、氮化导致的各种问题。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

一种复合微合金化焊丝用钢，其特征在于钢的化学成分为（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%，余量为Fe。

本发明的复合微合金化焊丝钢盘条的生产过程的特征为：采用转炉—钢包底吹氩—LF精炼—全保护连铸—热轧—STELMOR冷却制备流程，具体步骤特征为：

a）氧气转炉炼钢：出钢温度目标为1650-1680℃；转炉冶炼终点成分质量百分数控制为：C 0.05%-0.06%，P≤0.010%，S≤0.020%，余量为铁；转炉冶炼终点炉渣的二元碱度控制在3.5-4.0，渣中FeO低于10%；转炉出钢过程向钢包中加入硅铁和锰铁进行预脱氧和硅锰元素合金化，向钢包中加入渣重量5-8%的石灰提高渣碱度进行回硫、回磷控制，钢包的目标成分质量百分数为：C 0.05%-0.07%，Si 0.81%-1.15%，Mn 1.40%-1.85%，S≤0.020%，P≤0.020%，余量为铁。

b）钢包吹氩：转炉出钢过程中对钢包进行底吹氩，吹氩压力控制在0.4-0.8MPa，压力调节以钢包液面“裸眼”直径在100mm-150mm范围为目标。