[发明专利]抗拉强度≥800MPa级耐硫酸露点腐蚀钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种高抗拉强度耐腐蚀钢及其制备方法，尤其涉及一种抗拉强度≥800MPa级耐硫酸露点腐蚀钢及其制备方法。

背景技术

耐硫酸露点腐蚀钢普遍应用在冶金、电力、石化等工业领域以煤或重油为主要燃料的烟气处理系统，如锅炉低温部位的空气预热器、省煤器、烟道、烟囱、铁道车辆、石油井架、采油平台以及化工石油设备中的脱硫装置等。

目前国外正在使用或公开的耐硫酸露点腐蚀钢中，主要以Cu-Cr-Sb(Sn)系成分配方，如美国和日本在锅炉预热器中使用的主要牌号有COR-TEN、NAC-1、NAC-2B、NAC-2C、CRIA等。

国内对于该钢种的研制和开发起步较晚，成分体系及使用标准一般借鉴日本的钢种，典型的有宝钢的B485NL、江阴特钢的ND(09CuCrSb)钢等，但这些钢种强度偏低，抗拉强度一般小于550MPa，易导致烟囱、采油平台、化工设备等承载件的断裂破坏。

在现有技术中，Sb元素一直是提高耐硫酸露点腐蚀钢耐腐蚀性能的关键元素。公开号为CN 1455822A、CN 1490427A、CN 1123845A和CN 101705441A的发明专利均是在Cu-Cr-Sb体系基础上提出的改进方案，但这些钢种的抗拉强度都在550MPa以下，强度偏低，此外，由于Sb元素熔点较低，是一种容易引起热脆的元素，如热轧工艺控制不当，更容易产生表面裂纹。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种新型耐硫酸露点腐蚀钢及其制备方法，该钢种屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥800MPa，延伸率(A)≥22％，且在20wt％硫酸20℃不更换溶液24小时条件下耐腐蚀性能是Q235B钢的50倍以上，接近并略超常规含Sb钢的耐腐蚀性，并具有优良的冷弯成型性能，同时，该钢种制备工艺简单，成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种抗拉强度≥800MPa级耐硫酸露点腐蚀钢，其特征在于，它包含按重量百分计算的如下组分：C 0.05-0.2、Si 0.10-0.50、Mn 0.20-1.00、Cu 0.20-0.60、Cr 0.30-0.50、Ni 0.10-0.30、Ti 0.08-0.15，以及余量的Fe和杂质。

如上所述抗拉强度≥800Mpa级耐硫酸露点腐蚀钢是采用控轧控冷工艺制备的，该工艺为：将具有与上述抗拉强度≥800Mpa级耐硫酸露点腐蚀钢相同组分的板坯于1150-1250℃加热保温120-180min后轧成板卷，其中终轧温度为800-900℃，而后经层流冷却冷至660-750℃卷取，冷却速度20-40℃/s。

以下对本发明的技术方案作原理性说明。

本发明各合金元素的作用与机理如下：

C元素：C是钢中不可缺少的提高强度的元素之一，但由于C会使钢的耐腐蚀性能劣化，因此，综合考虑强度和耐腐蚀性能，设定C含量范围为0.05％-0.20％(以下若无特别说明，均为重量百分比)。

Si元素：Si元素是以固溶强化形式提高强度的，同时也是钢中的脱氧元素，但含量不可过高，以免降低钢的韧性和焊接性能，因此本发明Si含量设定为0.10％-0.50％。

Mn元素：在钢中添加适量Mn，不仅可以通过Mn的固溶强化提高钢的强度，而且可降低钢的相变温度，细化晶粒，提高钢的综合性能，本发明Mn含量设定为0.20％-1.00％。

P及S元素：P在钢中容易造成偏析，恶化焊接性能，显著降低钢的冲击韧性，提高脆性转变温度；S易与Mn结合生产MnS夹杂，影响钢的成型性能。因此，本发明应尽量较少P和S元素。

Cu、Cr和Ni元素：Cu元素是提高耐腐蚀性的基本元素，一定条件下可以促进钢产生阳极钝化，从而降低钢的腐蚀速度。Cu在锈层中富集能极大地改善锈层的保护性。适当的S与Cu作用可形成Cu2S保护膜，起到缓解腐蚀作用；Cr和Ni只有与Cu配合才能有明显效果，因为Cr和Ni的电极电位较低，具有钝化倾向，从而提高耐蚀性能，Cr和Ni配合使用，效果更明显。另外，Ni元素可以降低Cu元素在热轧过程带来的热脆影响。因此本发明Cu含量定为0.20％-0.60％，Cr含量定为0.30％-0.50％，Ni含量定为0.10-0.30％。