[发明专利]耐大气腐蚀钢

说明书

本发明属于合金钢领域，涉及耐大气腐蚀钢。

通常，具有优良的机构性能和较低价格的碳钢及低合金钢，是常用的结构材料，但这些钢在大气环境中产生锈蚀。为此，人们先后开展了低合金耐大气腐蚀的钢的研究。

在现有的低合金耐大气腐蚀钢中，最典型的有高磷、铜加镍、铬的Cor—TenA系列和以铬锰铜合金化为主的Cor—TenB系列。Cor—TenA系列的主要成分(重量％)如下：C≤0．12％，Mn 0．2—0．5％，Si 0．25—0．75％，Cu 0．25—0．60％，S≤0．04％，P 0．07—0．15％，Cr 0．3—1．25％，Ni≤0．65％，余为Fe。该钢的屈服强度≥345N／mm²，抗拉强度≥490N／mm²。申请号为85108118A的发明专利申请也提供了一种耐大气腐蚀钢。

上述钢种，由于具有高的磷、铜含量，以及含有铬、镍合金元素，提高了耐大气腐蚀的能力，但同时高磷也带来了低温脆性，高铜带来了热轧龟裂及弯曲裂缝等，即塑性、韧性下降；另外，在合金含量较高的情况下，为了保证延塑性及焊接性能所需的碳当量，碳含量需控制在0．12％以下，这给炼钢带来了困难；由于合金总量高，含磷量及碳含量低，使钢的价格提高。而且，高磷使炼钢炉污染，对冶炼其它钢种不利。Cor—TenB系列，合金含量也在2％以上，成本高，且成形性下降，耐大气腐蚀性能不及Cor—TenA系列。本发明的目的在于提供一种合金元素简单，生产工艺稳定，成本低，且耐大气腐蚀性能优异的耐大气腐蚀钢。

针对上述目的，本发明所采用的技术方案是在普通碳素结构钢化学成分的基础上(普通碳素结构钢化学成分(重量％)为：P≤0．045％，S≤0．045％，Cu≤0．3％，Si 0．12—0．30％，Mn 0．30—0．60％)，降低S含量的上限，提高P、Cu、Si含量的下限，并添加稀土元素RE。本发明的具体化学成分(重量％)为C 0．085—0．15％，Si 0．30—50％，Mn 0．30—0．60％，P 0．035—0．050％，S≤0．01％，Cu 0．1—0．19％，RE 0．005—0．05％，余为Fe。

本发明降低硫含量的上限，少量提高磷、铜、硅含量的下限，是基于以下原理：

大气腐蚀是薄液膜下的电化学腐蚀过程。钢中硫化物夹杂会成为电化学腐蚀中的微电池的阳极，加速大气腐蚀的过程。降低硫含量的上限，减少钢中硫化物夹杂的含量，从而减少微电池阳极，从而提高钢的耐大气腐蚀的能力。

铜、硅、磷在钢的大气腐蚀过程中能在内锈层中富集，并产生铜、硅、磷的胶体性复合物，使内锈层致密，从而阻止腐蚀的进行，提高钢的耐大气腐蚀性。少量提高磷、铜、硅含量的下限，一方面充分利用磷、铜、硅提高钢的耐大气腐蚀性的作用，同时克服了传统耐大气腐蚀过高磷、铜含量带来的低温脆性、焊接脆性、热轧龟裂缺陷等。

加入RE的主要作用是净化钢液和控制夹杂物形态，使之球化，从而提高钢的塑韧性及耐蚀性能。

与现有的耐大气腐蚀钢相比，本发明具有如下优点：

(1)、本发明化学成分简单，故工艺易于稳定，通过控制原料来源，不用额外添加合金元素，便可获得耐大气腐蚀性能与Cor—TenA接近的碳钢。其成本仅为普碳钢水平，即成本低，耐大气腐蚀性能优异。

(2)、生产工艺简单，易于操作控制，因而不但成本低，而且生产效率高，合格率高。

(3)、由于化学成分简单，原料来源广，也促使降低成本。

实施例

根据本发明所述的化学成分范围，在顶吹氧转炉上冶炼了3炉本发明耐大气腐蚀钢。3炉钢的具体化学成分如表1所示。3炉钢经浇铸，并轧制后取样，按照国标GB—700—88进行机械性能试验，试验结果列入表2。同时还对三个炉号的钢材取样，进行大气暴露试验，试验地点分别为污染较轻的北京、存在氯离子污染的青岛、有二氧化硫的四川江津、有湿热和严重氯离子污染的海南省万宁，试验时间4年。试验结果分别如附图1—附图5所示。

为了对比，本申请还将对比例钢号Q235—1、Q235—2、Q235—3、Cor—TenB、Cor—TenA的样品也同时在上述四个地点进行大气暴露试验，试验时间也是4年。试验结果也分别列入附图1—附图5中。

附图1为本发明钢与对比例Q235—1、Q235—2在北京大气暴露试验的钢种腐蚀曲线图。

附图2为本发明钢与对比例Q235—1、Q235—2在青岛大气暴露试验的钢种腐蚀曲线图。