[发明专利]一种低屈强比耐候风电塔筒用钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电塔筒用钢及其生产方法，具体地属于一种低屈强比耐候风电塔筒用钢及其生产方法。

背景技术

风电塔筒是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。风力发电设备的寿命通常为20至25年，在其寿命期限内需要经受大气腐蚀的考验。目前风电塔筒主要靠防涂层防锈，其涂层容易出现粉化、脱落、气泡疏松等问题，且在运输和吊装过程中若没很好的保护也容易造成涂层损伤从而影响使用周期。

经检索：中国专利公开号为CN102560256A的文献，公开了一种低温韧性优异的耐火耐候钢及其制备工艺，该发明采用两阶段轧制，生产的钢板屈服强度≥325MPa，抗拉强度≥520MPa，断后延伸率≥27%的钢板。虽然其低温冲击性能较好，但其强度值偏低，无法满足风机大型化趋势的需要。其平均腐蚀速率约为1.73g/m²·h，耐候性能相对较差。

中国专利公开为CN101660099A的文献，公开了高强度低合金热轧铁素体贝氏体耐候钢及其制备方法。该发明钢采用控轧控冷工艺，生产出的钢板的屈服强度≥450MPa，焊接冷裂纹敏感系数≤0.2。该发明钢板延伸率一般（22.5%~25%），低温冲击性能较差。该发明钢实施例中I指数为6.677，未给出具体的平均腐蚀速率，与Q235B比较，其相对腐蚀速率为60%，耐候性能相对较差。

中国专利公开号为CN102168229A的文献，公开了耐候钢板及其制造方法。该发明钢强度较高，屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥780MPa，延伸率一般（21%~25%）-40℃冲击功值一般，且屈强比较高，超过0.85。该发明钢实施例中耐腐蚀性能指数I在6.1~6.6，未给出具体的平均腐蚀速率。

以上公开的专利文献，无法同时满足高强度、低屈强比、高延伸率、低温韧性优良、耐候性能优异的要求。如果能同时满足，则风电机组具有更大的发电能力、更广阔的应用空间、更长的使用寿命的特点，既能增加风机的竞争力，又能节约资源且更为环保。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种屈服强度≥420MPa，抗拉强度：640~850MPa，延伸率A≥25%，屈强比≤0.64，耐腐蚀性能指数I不低于6.44，-50℃KV2≥200J，-60℃KV2≥185J的低屈强比耐候风电塔筒用钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种低屈强比耐候风电塔筒用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.04~0.08%；Si：0.23~0.37%；Mn：1.30~1.45%；P：≤0.010%；S：≤0.008%；Nb：0.025~0.045%；Als：0.018~0.042%；Cu：0.25~0.45%；Cr：0.6~0.996%；Ni：0.10~0.40%；且同时满足2Cu+Cr+3Ni：1.80~2.70%；Cu/（3Cr+Ni）：0.07~0.24；耐腐蚀性能指数I不低于6.44；Pcm≤0.21。

生产一种低屈强比耐候风电塔筒用钢的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯后对铸坯加热并均热，均热时间不低于40min；

2）两阶段控制轧制，控制精轧开轧温度为870℃~920℃，终轧温度为800~860℃，累计压下率不低于70%，末三道次压下率不低于30%；

3）进行层流冷却，冷却速率控制在10~18℃/s，上下水比在0.85~1.20，返红温度控制在600~680℃；

4）自然冷却到室温。

以下对本发明中所含组分的作用、用量选择及主要工序作具体说明：

C：能够增加钢板的强度，但会对钢板的低温韧性、耐候性能和焊接性能起不利影响。当C含量低于0.04%时，钢板强度达不到指标要求，当C含量高于0.08%时，低温韧性、耐候性能和焊接性能恶化明显。因此，本发明C选择在0.04~0.08%。

Si：以固溶强化形式提高钢的强度，当Si含量低于0.23%时，强度性能偏低，当Si含量高于0.37%时，钢的韧性下降。因此，本发明Si选择在0.23~0.37%。

Mn：提高钢的淬透性，并能起到固溶强化作用。Mn含量低于1.30%时，强度性能得不到保障，当Mn含量高于1.45%时，对钢板焊接不利，恶化中心偏析。因此，本发明Mn选择在1.30~1.45%。