[发明专利]防腐蚀钢材及其锻造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢材料，特别涉及一种防腐蚀钢材及其锻造工艺。

背景技术

南海诸岛属于海洋性气候，雨量充沛，终年高温、高湿、高盐。世界各强国都想将南海诸岛据为己有，纷纷在南海诸岛建立自己的军事基地，但是部署在这类岛屿上的战机面临盐雾腐蚀、潮湿天气和台风考验，战舰机所用的合金材料在选择上要充分考虑上述因素，比如很少使用镁合金，不同金属接触点必须采取防电化腐蚀措施，铝合金等金属与碳纤维复合材料连接处也需要采取防护措施，为防湿气侵入机体蜂窝结构，通常使用无孔蜂窝芯等，因此，亟待需要研发制备防潮湿、防烟雾、防霉菌的三防措施的合金材料。

目前，现有专利中申请公布号为CN103422031B的中国专利公开了一种耐腐蚀钢材料，包含了碳为3.8wt％～4.1wt％、铬为0.7wt％～0.8wt％、钒为0.25wt％～0.35wt％、钪为0.1wt％～0.2wt％、锶元素0.3wt％～0.5wt％、镍为11wt％～15wt％、余量为铁，该钢板具有优异的耐磨损、抗腐蚀和耐摩擦性能。

类似上述具有优异的耐腐蚀与高强度的钢材屡见不鲜，但是能够应用于南海特殊环境的专用钢材目前还很少见，市面上现有的钢材在高温、高湿以及高盐环境下，表面很快出现大量的斑迹、霉菌等，产生斑迹、霉菌的钢材容易导致应力集中，减少钢材的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够适用于高温、高湿以及高盐环境，具有较长使用寿命的防腐蚀钢材。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种防腐蚀钢材，包括如下重量百分比的组分：碳元素0.01～0.03％，硅元素0.2～0.4％，锰元素0.5～1.0％，磷元素≤0.012％，硫元素≤0.005％，铬元素14.0～16.0％，镍元素9.0～11.0％，钼元素0.1～0.2％，铌元素0.2～0.3％，锆元素0.4～0.6％，其余为铁元素。

本发明进一步设置为包括如下重量百分比的组分：碳元素0.02～0.025％，硅元素0.2～0.28％，锰元素0.6～0.7％，磷元素≤0.010％，硫元素≤0.005％，铬元素15.0～15.3％，镍元素10.2～10.6％，钼元素0.13～0.15％，铌元素0.21～0.23％，锆元素0.46～0.49％，其余为铁元素。

本发明进一步设置为包括如下重量百分比的组分：碳元素0.023％，硅元素0.26％，锰元素0.68％，磷元素0.008％，硫元素0.004％，铬元素15.3％，镍元素10.4％，钼元素0.14％，铌元素0.23％，锆元素0.47％，其余为铁元素。

通过采用上述技术方案，上述技术方案是以超低碳合金为设计基础，通过增加Cr、Ni的含量，在氧化性介质作用下，钢材表面能生成厚度约为10nm的氧化膜，紧密附着在钢材表面上，铬元素、镍元素与钢材表面的碳元素结合形成碳化铬、碳化镍，大大提高了钢材的耐湿与耐蚀性，而且，铬能够提高钢材的电极电位，减少微电池数目，进一步提高钢材的耐蚀性，高铬镍含量的钢材不但耐腐蚀性好，而且硬度较高，耐热性与耐磨性均较好；向高铬镍钢材中加入重量百分比为0.2～0.3％的铌元素，铌与铬之间具有较大的原子错配度，使铌较难溶于固溶体中，铌的电正性有利于铌与钢材表面的碳元素形成碳化铌，从而在合金中形成初晶相和二次晶相，向铬铌钢材中加入重量百分比为0.4～0.6％的锆元素，锆元素和氧元素有很大的亲和力，在钢材表面能够生成一层致密的、附着力强的氧化膜，保护了钢材表面不容易被腐蚀，由于钛是具有优异钝化性的金属，且在315℃以下均能保持氧化膜具有钝化的特性，有些机械磨损也会很快自愈或重新再生，而且在提高钢材表面耐高温性、防腐蚀性能的同时，铌、锆元素产生了协同作用，显著提高了钢材表面的耐盐雾性能，使其适用于南海岛礁的室外结构和装饰物的使用。

本发明进一步设置为包括如下重量百分比的组分：碳元素0.01～0.03％，硅元素0.2～0.4％，锰元素0.5～1.0％，磷元素≤0.012％，硫元素≤0.005％，铬元素14.0～16.0％，镍元素9.0～11.0％，钼元素0.1～0.2％，铌元素0.2～0.3％，锆元素0.8～1.0％，锌元素0.4～0.6％，钾元素0.05～0.08％，氮元素0.1～0.2％，硼元素0.03～0.05％，其余为铁元素。