[发明专利]一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法。

背景技术

随着生态经济和循环经济等概念的提出，更加迫切地需要对废钢进行有效的回收。磷是废钢中最主要的夹杂元素之一，在常规板坯生产过程中易于形成偏析，导致严重的脆性。因此废钢的有效回收在于如何既提高钢中磷含量又不产生破坏性作用。另一方面，磷元素也并不总是起有害的作用。只要能够消除磷偏析的不利影响，就能发挥其固溶强化和耐蚀的作用。但是在常规工艺中，消除磷偏析是十分困难的。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法。

本发明的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的化学成分按重量百分比为：C≤0.12％、Si 0.15～0.75％、Mn 0.20～0.50％、P 0.10～0.30％、S≤0.02％、Cu 0.25～0.50％、Cr 0.30～1.25％；Ni 0.12～0.65％，余量为Fe和微量杂质。将表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的磷含量控制在0.14～0.26％之间，能够使高磷耐候钢铸轧薄带获得更好的力学性能和耐蚀性能组合；进一步控制表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带中的C、Si和Cr的成分按重量百分比为C 0.04～0.10％、Si 0.25～0.45％、Cr 0.30～0.70％，能够获得高磷耐候钢铸轧薄带力学性能和耐蚀性能的最佳组合。

本发明的具有磷的表面负偏析的高磷耐候钢薄带的制备方法包括以下步骤：

1、熔炼：按设定的比例将炼钢原料预热至100～300℃，放入冶炼炉中，在惰性气体保护下进行熔炼。

2、精炼：当冶炼炉中的钢水温度为1530～1650℃时，添加除渣剂，在惰性气体保护下进行精炼，精炼时间为2～30min；精炼结束后的钢水静置2～20min，获得精炼钢水。

3、制备铸轧带坯：将精炼钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，铸轧过程中，钢水的开浇温度为1540～1600℃，铸轧速度为12～120m/min，预设辊缝为1～4mm；在钢水的流动过程中用惰性气体保护；获得厚度为1～5mm的表面负偏析磷的铸轧带坯。该步骤通过采用惰性气体保护提高了钢液化学成分控制精度和纯净度，改善了铸轧带坯质量。

4、冷轧和退火：制备的铸轧带坯经过酸洗后冷轧，冷轧压下量为20～85％，冷轧后厚度为0.7～3mm，在650～850℃的温度下退火5～60min获得成品表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带。

本发明具有以下突出特点和显著效果：

(1)薄带铸轧工艺属于短流程工艺，符合节能减排的要求。由于钢水凝固过程中冷却速度高达10²～10⁴℃/s，属于典型的亚快速凝固，富集在枝晶间的低熔点元素磷在轧制力的作用向铸轧带坯表面偏聚，形成了后续冷轧和退火工艺无法消除的表面负偏析，导致铸轧带坯中心磷含量降低，保证了薄带的强度和塑性。冷轧退火后，其抗拉强度≥405MPa，延伸率≥28％，达到了同类薄带的使用标准；而在表面偏聚的磷有助于形成致密的磷酸盐层，阻止了腐蚀液对基体的进一步腐蚀，大幅度地提高了耐蚀性能，实验室干湿交替加速腐蚀测试结果表明，120周期后，其锈层厚度仅为09CuPCrNi-A(对比样品)的60％左右。

(2)表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带中，当磷含量高于0.14％时，和常规工艺生产的高磷薄带相比，在磷含量相同的情况下，表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的韧脆转变温度相对低10℃左右，钢材韧性提高。

附图说明

图1为本发明实施例中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带与常规带材的磷含量-韧脆转变温度曲线图。

图2为本发明中实施例1中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带、实施例2中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带和对比样品经实验室加速0.005mol/1NaHSO₃溶液(PH＝4.5)腐蚀120周期(每周期12小时)后的形貌图；其中左边图为对比样品(09CuPCrNi-A)腐蚀后形貌，中间图为实施例1产品腐蚀后形貌，右边图为实施例2产品腐蚀后形貌。

图3为本发明中实施例1中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带、实施例2中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带和对比样品的实验室加速腐蚀试验的腐蚀增厚曲线图；图中A为实施例1产品腐蚀增厚曲线，B为实施例1产品腐蚀增厚曲线，09CuPCrNi-A为对比样品腐蚀增厚曲线。