[发明专利]一种耐候钢及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高强耐候钢及其生产技术方法，尤其涉及一种低碳经济型Mn-Cu-P系高强耐候钢及其制造方法。

背景技术：

传统耐候钢产品由于成分体系中含有较多的昂贵的金属元素Cr、Ni，同时含有较高的C，其焊接性能较差，同时生产成本偏高，制约了耐候钢的发展与应用。并且传统的耐候钢屈服强度以345MPa级别为主，强度级别较低，限制了耐候钢的应用，不能满足日趋发展的市场需求。

高强耐候钢是指屈服强度大于450MPa的耐候钢，主要用于集装箱、铁路车厢、桥梁及海洋平台等运输制造业及工程机械制造业。随着世界能源、资源环境保护问题和要求的日趋突出，集装箱、汽车以及各种结构轻量化已成为趋势，对高强度同时具有耐蚀性的钢板的需求逐年增加，因此，集装箱、铁路车厢、载重汽车等物流运输制造业等重要用材的更新换代，实现高强度、减轻自重、提高载重量，降低成本，节能降耗成为迫切需要。

迄今国内就高强度耐候钢及其制造方法申报多项专利。

公开号CN101407892A的专利，介绍了一种屈服强度大于550MPa级低碳热轧耐候钢，该钢以超低碳0.01～0.05%的成分设计，加入了较多的合金元素，如Cr、Ni、Mo、Nb、Ti及较高含量的Cu元素，虽然保证了高强度及耐腐蚀性能，但提高了生产成本，而且加入较高含量的Cu元素没有相应的提高耐候性反而增加了热轧过程中Cu引起热脆的倾向。

公开号CN 1970818A的专利，一种高强度耐候钢及其生产方法，介绍了一种采用超低碳（0.01～0.04%）加Cu、Cr、Ni、Nb、Ti等元素的成分设计方案，采用两阶段轧制，轧后空冷到室温，然后进行淬火及回火的热处理工序进行生产。虽然得到了较高的屈服强度及较好的耐腐蚀性能，但无法满足热轧态供货，增加了后续的热处理工序，生产周期长，生产成本高。

公开号CN101376953A的专利，一种高耐蚀高强度耐候钢及其制造方法，介绍了一种极低C含量（0.002～0.005%）高Cr含量（ 4.5～5.5%）的耐候钢，保证了耐候钢的高耐腐蚀性能。由于采用的是高Cr加Cu、Ni的合金成分设计，会相应的增加成本，本发明的经济型耐候钢与其不同。

公开号CN 101921965 A的专利，一种低成本屈服强度700MPa级非调质处理高强耐候钢及其制造方法，介绍了一种碳含量为0.05%～0.10%、高Ti含量0.09～0.15%、高Nb含量0.02～0.08%及Cr 0.3～0.8%含量、Ni 0.15～0.4%含量的耐候钢，对连铸坯进行控制轧制与控制冷却生产700MPa级高强耐候钢。由于加入较多的合金元素，使生产成本提高，已不属于低成本的范畴。

公开号CN 101845599 A的专利，一种耐候钢及其制造方法，C含量较高为0.06～0.12%，会对焊接性能产生不良影响；其实施例2中Cu含量为0.80%，如此高的含量而Ni含量仅为0.12%，在热轧生产过程中易产生裂纹。成分设计中没有添加微合金元素Ti、Nb，无法实现细晶强化及析出强化的强化路径来保证强度，即使通过冷却速度为30～50℃/s的控制冷却方式得到了针状铁素体组织，实现了600MPa级别的强度，但是针状铁素体组织及伴随产生的较多碳化物会降低产品的耐腐蚀性能。

发明内容：

在尽可能降低成本的前提下，为了实现提高钢带产品的耐腐蚀性能和强度，本发明提供一种耐候钢及其制造方法。

本发明涉及的耐候钢的化学成分为C 0.04～0.08%，Si 0.2～0.4%，Mn 1.2～1.6%，P 0.07～0.10%，S ≤ 0.005%，Cu 0.2～0.5%，Ti 0.01～0.03%，Nb 0.02～0.04%，余量为Fe及其他不可避免的杂质元素。本发明主要是从经济型耐候钢的成分设计思路出发，不添加贵重合金元素Cr、Ni，利用Mn-Cu-P系耐候钢的成分设计体系，利用Mn-Cu及Cu-P元素的耐腐蚀的协同作用，实现该发明钢的耐腐蚀性能优于传统耐候钢；利用微合金元素Ti 、Nb控制轧制与控制冷却过程中的细晶强化和析出强化的复合强化机制，既节约了成本又实现了600MPa级别的耐候钢生产制造。

本发明涉及的耐候钢化学成分中各元素的作用如下：