技術領域
本發明涉及一種焊絲用鋼及生產方法，具體屬于埋弧焊絲用鋼及生產方法，更適用于耐熱鋼用埋弧焊絲用鋼及生產方法。
背景技術：
耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機、動力機械和石油化工、核電等工業部門中在高溫下工作的零部件。而在鍋爐、熱電行業，設備往往需要工作在溫度變化較大的環境中，要求設備在高低溫時均具有優良的強度、韌性等力學性能。焊接是這些高溫工作設備制作中的重要工序，焊縫也必須具有同樣的性能。為此，耐熱鋼的匹配的焊接材料，即焊絲也同樣要具備優良的強度及韌性。由于埋弧焊的熔敷效率高，不釋放保護氣體，并能使工作條件改善，故在鋼板的焊接中占有重要地位。
目前，人們為了使焊縫具有優良的強度及韌性之目的，均通過向焊縫中加入必要的Mo、Ni、Cr等合金元素，以增加高溫強度。但是，如果僅進行合金元素的簡單增加，反而會導致焊縫韌性急劇下降，使高溫工作設備在低溫環境時發生脆性而失效。
經檢索，中國專利申請號為CN200810046589.3的文獻，公開了一種低合金耐熱鋼埋弧焊絲，其化學組分及含量為：C：0.05~0.16%，Mn：0.40~1.00%，Si：0.05~0.35%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cu≤0.35%，Cr：0.70~1.60%，Ni≤0.20%，Mo：0.40~0.80%，V≤0.005%，余量為Fe。該發明焊絲中加入Cr、Mo合金元素以保證熔敷金屬具有一定的耐熱性，其熔敷金屬的抗拉強度≥550MPa、（-12℃）的KV2≥27J，但實施例數據中沒有高溫拉伸、焊后熱處理等性能。
技術實現要素：
本發明的目的在與解決現有技術存在的不足，提供一種工作溫度在600℃條件下，焊縫仍具有良好的抗拉強度和優良的韌性即熱處理后Rm≥550MPa，KV2（-12℃）≥60J的耐熱鋼用埋弧焊絲用鋼及生產方法。
實現上述目的的措施：
一種耐熱鋼用埋弧焊絲用鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.07~0.11%，Mn：0.55~0.75%，Si≤0.1%，P≤0.012%，S≤0.01%，Cr：2.0~3.0%，Mo：0.90~1.50%，Al≤0.01%，V≤0.01%，Sn≤0.01%，Sb≤0.01%，O≤0.006%，N≤0.004%，其余為鐵及不可避免的雜質。
生產一種耐熱鋼用埋弧焊絲用鋼的方法，其步驟：
1）鐵水脫硫；
2）冶煉和精煉及方坯連鑄；鋼水終點組分及重量百分比含量為：C：0.07~0.11%，Mn：0.55~0.75%，Si≤0.1%，P≤0.012%，S≤0.01%，Cr：2.0~3.0%，Mo：0.90~1.50%，Al≤0.01%，V≤0.01%，Sn≤0.01%，Sb≤0.01%，O≤0.006%，N≤0.004%，其余為鐵及不可避免的雜質；
3）方坯常規加熱后進行高線常規軋制；
4）進行緩冷：控制斯太爾摩線速在0.2~0.4m/s，并在風機全關、保溫罩全蓋的條件下緩冷至不超過450℃，并集卷；
5）檢驗。
本發明中各主要強化元素及工藝的作用及機理：
C：C有提高熔敷金屬強度的效果，但C含量過高形成脆化的淬硬組織使焊縫的韌性降低，為提高韌性和改善抗裂性能，碳的含量應盡可能低些。但是，埋弧焊接過程中碳元素有較大的燒損，所以為保證強度及盡可能降低碳對韌性及抗裂性能的影響，本發明中碳含量控制在0.07-0.11%。
Mn：Mn是良好的脫氧劑和固溶強化元素，防止引起熱裂紋的鐵硫化物的形成；但當其含量高于0.75%時，會影響熔敷金屬韌性，所以錳含量控制在0.55-0.75%。
Si：Si是焊接過程中有效的脫氧元素，有助于熔池脫氧及熔池中夾渣物的去除，但硅含量過高時會降低焊縫的低溫韌性；因為焊劑會向熔敷金屬中過渡一定量的硅，所以本發明中的硅含量限制在≤0.1%。
Mo：Mo是一種有效的強化元素，并有細化鐵素體晶粒的作用，提高焊縫熱處理性能、耐熱性能，當其含量過高時，會降低焊縫的韌性。故將其限制在0.9-1.5%。
Cr：Cr有提高強度和淬透性的作用，在高溫下能促使金屬表面生成致密的鈍化膜，防止繼續氧化，能提高熱強性，鉻元素是耐熱鋼具備強大耐熱性能所必不可少的元素之一。當其含量較低時，會影響熔敷金屬耐熱性能。當其含量高于3.0%時，會降低焊縫的韌性。本發明中鉻含量控制在2.0-3.0%。
Al、V、Sn、Sb：這些元素都是焊接過程中的有害元素，應該盡量降低。
本發明焊絲中的P、S都屬于對熔敷金屬的韌性有很大危害的元素，應該盡量降低。
本發明的焊絲鋼為保證耐熱性能，提高了Cr、Mo元素的含量。
在焊絲鋼的生產過程中，盤條進行緩冷時，之所以采用風機全關、保溫罩全蓋的緩冷處理，主要是為了降低盤條的強度，以利于后續的焊絲拉拔工序，減少拉拔時的退火次數。
本發明與現有技術相比，成分不僅設計簡單，而且在工作溫度為600℃條件下，焊縫仍具有良好的抗拉強度和優良的韌性，即熱處理后Rm≥550MPa，KV2（-12℃）≥60J。
具體實施方式
下面對本發明予以詳細描述：
表1為本發明各實施例及對比例的化學成分取值列表；
表2為本發明各實施例及對比例的試驗焊接主要工藝參數列表；
表3為本發明各實施例及對比例的焊縫熱處理后熔敷金屬的力學性能列表。
本發明各實施例均按照以下步驟進行生產：
1）鐵水脫硫；
2）冶煉和精煉及方坯連鑄；鋼水終點組分及重量百分比含量為：C：0.07~0.11%，Mn：0.55~0.75%，Si≤0.1%，P≤0.012%，S≤0.01%，Cr：2.0~3.0%，Mo：0.90~1.50%，Al≤0.01%，V≤0.01%，Sn≤0.01%，Sb≤0.01%，O≤0.006%，N≤0.004%，其余為鐵及不可避免的雜質；
3）方坯常規加熱后進行高線常規軋制；
4）進行緩冷：控制斯太爾摩線速在0.2~0.4m/s，并在風機全關、保溫罩全蓋的條件下緩冷至不超過450℃，并集卷；
5）檢驗。
表1 本發明各實施例及對比例的化學成分取值列表（wt.%）
表2 本發明鋼各實施例及對比例的試驗焊接參數取值列表
表3為本發明各實施例及對比例的焊縫熱處理后熔敷金屬的力學性能列表
試驗焊接條件：試板厚度30mm，Rm575MPa，Rp0.2 510MPa，KV2(-12℃)為114J，雙面開角度為60°的V型坡口；焊接線能量采用35KJ/cm，焊接電流～630A，電弧電壓～31V，焊接速度～34cm/min；SJ105為超低P的氟鈣型弱堿性燒結焊劑，焊劑總體組成為SiO2≤20%，（CaO+MgO+MnO+CaF2) ≥50%，CaF2≥15%，P≤0.015%，S≤0.020%，V≤0.01，Sn≤0.01，Sb≤0.01；焊后金屬進行710℃+2h熱處理。
從表3可以看出，本發明的實施例1~8經采用不同焊接工藝，焊縫經過710℃焊后熱處理，其熔敷金屬均具有較好的強度及沖擊韌性，高溫拉伸也有較高的強度。對比例1，由于焊絲中C含量高于本發明的上限，熔敷金屬韌性偏低；對比例2，由于焊絲中C含量低于本發明的下限，且其它合金元素含量也不高，造成熔敷金屬強度偏低。
本具體實施方式僅為最佳例舉，并非對本發明技術方案的限制性實施。