[发明专利]高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法，属于冶金领域。

背景技术

耐大气腐蚀钢的耐蚀性与耐蚀合金作用机理不同，是通过普通碳钢表面生成的锈层起保护作用的，而铜、磷、铬、镍一直是公认的提高钢耐大气腐蚀性能的有效元素，最具代表性的钢种有高耐候性的Cu-P-Cr-Ni系列和焊接结构用的Cu-Cr-Ni系列。

目前，针状铁素体、超低碳贝氏体等“组织强化”技术和“超细晶粒”技术都可使耐大气腐蚀钢的屈服强度达到500MPa级，但最为经济、可行的方法仍为“微合金化”技术。以Nb为主的微合金化路线偏重于组织强化，因此，存在热轧轧制负荷重、热轧工艺控制难度大、钢的拉伸试验的应力-应变曲线容易出现无明显屈服点现象等缺点。

申请号为2008103042956的专利申请公开了一种高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法，但该钢种的屈服强度只能达到500MPa级，无法满足更高强度的耐大气腐蚀钢的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种屈服强度≥550MPa的高强度耐大气腐蚀钢。

本发明高强度耐大气腐蚀钢，其化学成分的重量百分比为：C：≤0.12％，Si：≤0.75％，Mn：≤1.50％，P：≤0.025％，S：≤0.008％，Cr：0.30～1.25％，Ni：0.12～0.65％，Cu：0.20～0.55％，Ti：0.006～0.02％，0.09％＜V≤0.15％，N：0.01～0.02％，Nb：0.015～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，上述高强度耐大气腐钢是由下述方法制备得到的：该方法包括加热、热轧、层流冷却、卷取步骤，其中，加热步骤中的温度为1230～1260℃，热轧步骤中的终轧温度为875～910℃，卷取步骤中的温度为580～620℃。

其中，上述高强度耐大气腐蚀钢的屈服强度≥550MPa。

其中，上述高强度耐大气腐蚀钢，其抗拉强度≥650MPa。

其中，上述高强度耐大气腐蚀钢，其延伸率≥18％，其-40℃时的冲击功≥60J。

本发明还提供了上述高强度耐大气腐蚀钢的制备方法。

本发明高强度耐大气腐蚀钢的制备方法，其生产步骤与现有高强度钢工艺步骤基本相同，包括加热、热轧、层流冷却、卷取步骤，其中，加热步骤中的温度为1230～1260℃，热轧步骤中的终轧温度为875～910℃，卷取步骤中的温度为580～620℃。

在加热阶段，为了获得高的奥氏体固溶氮含量、固溶铌含量和细小的奥氏体晶粒，所述加热步骤中的加热温度为1230～1260℃。

由于钒含量的提高，高强度耐大气腐蚀钢的生产工艺需要进行调整，否则成品钢中铁素体容易出现混晶，并呈现出针状化趋势，极易导致拉伸试验的应力应变曲线无明显屈服点和韧性降低，本发明经过大量试验，对加热、热轧、层流冷却、卷取步骤工艺进行了调整，得出：热轧步骤中的终轧温度控制为875～910℃时，轧制的高强度耐大气腐蚀钢更符合要求。

当卷取温度低于580℃左右时，容易出现贝氏体等异常组织，且铌(钒)的碳氮化物析出困难。因此，所述卷取步骤中的卷取温度为580～620℃。

本发明的有益效果为：通过控制钢坯中的钒、钛、氮、铌含量和热轧工艺，使耐大气腐蚀钢具有高强度、高韧性、高塑性、有明显的屈服点等优良的综合性能，而且具有热轧工艺控制难度小、可操作性强、方法简单、宜广泛推广应用和成本低等优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。

实施例1本发明高强度耐大气腐蚀钢的生产及性能测定

采用120吨LD转炉和1450热连轧机组(6机架)生产屈服强度550MPa级高强度耐大气腐蚀钢Q550NQR1，其生产过程为：钢坯→加热→热轧→层流冷却→卷取，钢坯的化学成分的重量百分比为：C：0.06％，Si：0.43％，Mn：0.92％，P：0.013％，S：0.005％，Cr：0.49％，Ni：0.21％，Cu：0.32％，V：0.12％、N：0.0163％、Ti：0.011％、Nb：0.023％，余量为Fe和不可避免的杂质。其加热步骤中的加热温度为1251℃，热轧步骤中的终轧温度为879℃，卷取步骤中的温度为598℃。