[发明专利]屈服强度在700MPa以上的耐候钢及其制造方法无效
申请号: | 200910056602.8 | 申请日: | 2009-08-18 |
公开(公告)号: | CN101994063A | 公开(公告)日: | 2011-03-30 |
发明(设计)人: | 宋凤明;温东辉;李自刚;钱余海;屈朝霞;柏明卓 | 申请(专利权)人: | 宝山钢铁股份有限公司 |
主分类号: | C22C38/50 | 分类号: | C22C38/50;B21B37/74 |
代理公司: | 北京市金杜律师事务所 11256 | 代理人: | 郑立柱;章承继 |
地址: | 201900 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 屈服 强度 700 mpa 以上 耐候钢 及其 制造 方法 | ||
技术领域
本发明属低合金钢制造领域,涉及一种屈服强度在700MPa以上的韧性优良的高耐蚀性含Cr耐候钢及其制造方法。
背景技术
耐候钢,或称耐大气腐蚀钢。在大气服役环境条件下,钢中各合金元素之间发生交互作用,在表面生成以α-FeOOH为主要成分的致密锈层,其热力学稳定,不参与钢电化学腐蚀的阴极还原过程。锈层内铜、铬等元素的富集使锈层具有离子选择性透过特性,从而显著提高耐候钢的耐大气腐蚀性能。耐候钢因其较高的抗腐蚀性能,广泛应用于铁道车辆制造行业、集装箱制造业及桥梁工程、户外塔架等领域。
目前,国内外已就高强度耐候钢及其制造方法申请了多项专利,如2007年公开的“一种高强度耐候钢及其生产方法”(CN200610125365.2)、“一种高强度低合金耐大气腐蚀钢及其生产方法”(CN200510111858.6)、日本在1992年公开的“HIGH CORROSION RESISTANT STEEL SHEE”(JP04235250A),美国在2001年公开的“Ultra low carbon bainitic weatheringsteel”(US6315946)等。这几个专利(申请)所涉及的钢种低Cr耐候钢,Cr含量一般在0.7%以下,其耐腐蚀性和强度较低,难以满足实际应用的要求。
1998年公开的“耐蚀钢”(JP10025550A)、2000年公开的“CORROSIONRESISTANT STEEL IN THE SOIL”(JP2000336463)、2002年公开的“基体及热影响区韧性优良的耐腐蚀钢”(JP2002363704)等几个专利(申请)所涉及的钢种在成分上均属于高Cr耐候钢,其Cr含量一般在7%以上,多为9-14%之间。2002年公开的“建筑结构用含Cr耐腐蚀钢”(JP2002285298)记载的钢种中的Cr含量为5-10%。此外,为了提高强度,这些专利(申请)中记载的钢种还含有不等量的Mo、B、Zr、Co、W等。这些元素的添加,一方面增加了制造成本及制造难度,另一方面对钢板的焊接及韧性不利。
2004年公开的“热影响区韧性优良的耐蚀钢”(JP2004162119)中记载的钢种含有质量百分比含量高达0.45-0.65%的C,虽然提高了钢的强度,却大大影响了钢的焊接性能。
由此可见,现有技术中的耐候钢还不能完全满足目前使用和制造的要求,需要开发一种耐腐蚀性高、强度高、生产经济的耐候钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐候钢,其韧性优良,并具有高耐蚀性高强度,可以用于铁道车辆制造行业、集装箱制造业及桥梁工程、户外塔架等领域。
为实现上述目的,本发明所提供的耐候钢,其成分质量百分比含量(wt%)为:C 0.02-0.10、Si 0.1-0.4、Mn 0.3-1.3、P≤0.01、S≤0.006、Cu 0.2-0.5、Cr 2.5-10、Ni 0.2-1.0、Nb 0.02-0.06、Al 0.01-0.05、N≤0.005、Ti 0.02-0.10,其余为Fe和不可避免的杂质。
此外,本发明还提供了上述耐候钢的一种制造方法,包括铁水深脱S、转炉顶底复合吹炼、炉外精炼、连铸、板坯再加热、控制轧制、控制冷却、卷取、精整,其中,所述板坯再加热的温度在1200℃以上,所述控制轧制包括粗轧和精轧两段轧制,所述控制冷却以10-40℃/s的冷却速率冷却到550-650℃。
优选地,所述粗轧控制在950℃以上,累计变形量≥80%;所述精轧的最终温度为800-900℃,更优选地,所述精轧的最终温度不低于850℃。
下面将进一步说明本发明。
耐候钢要求具有较高的强度和耐腐蚀能力,同时具有良好的冲击韧性和焊接性能。在本发明中,申请人发现,提高钢中Cr的含量,能够显著提高钢的耐大气腐蚀性能,如图1所示。同时,添加微量合金元素可以改善钢的韧性。钢中的微量合金元素并不是单独发挥作用的,申请人采用复合添加合金元素的方式,用较少的合金元素加入量获得最佳的效果,达到成本效益的最大化。以下将本发明合金成分的设计进行说明:
C是钢中主要的强化元素,能够显著提高钢板的强度;但较多的C对钢板焊接、韧性及塑性不利。低C设计在于限制了珠光体组织及其它碳化物的形成,保证钢的显微结构为均相组织,避免了异相之间的电位差引起原电池腐蚀,提高了钢的耐蚀性能。因此限定其质量百分比含量为0.02-0.08%。
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