CN105296885B

CN105296885B - 含钛高铬耐候钢及其制备方法

Info

Publication number: CN105296885B
Application number: CN201510801812.0A
Authority: CN
Inventors: 李正荣; 汪创伟; 周伟; 龚慧; 王羿; 李卫平; 王登刚
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2017-07-18
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: CN105296885A

Abstract

本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种含钛高铬耐候钢及其轧制方法。本发明一种含钛高铬耐候钢，由以下重量百分比化学成分组成：C≤0.07％，Si≤0.50％，Mn≤1.5％，P≤0.02％，S≤0.010％，Cu 0.20～0.55％，Cr 3.00～5.50％，Ni 0.10～0.65％，Ti 0.04～0.10％,其余为Fe及不可避免的杂质。本发明耐候钢及其制备方法，具有生产成本低，工艺简单，产品合格率高，耐候钢综合性能优异等特点，不仅能满足现有工业对耐候钢的高耐候性要求，还能满足钢材稳定的力学性能要求，尤其是具有优越的低温抗冲击性能和良好的延展性。

Description

含钛高铬耐候钢及其制备方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种含钛高铬耐候钢及其制备方法。

背景技术

耐候钢，又称耐大气腐蚀钢，能够抵御自然大气条件下的腐蚀，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2～8倍，涂装性为普碳钢的1.5～10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。

现有技术中耐候钢大多采用添加钼、铌、钛、锆和钒等元素，以使其表面上形成保护层，来提高钢的耐候性能，这些元素大多价格昂贵，制备成本相对较高，另外，稀土元素虽然具有极强的脱氧能力，且可细化晶粒，改变夹杂物的形态，但是其氧化物的熔点较高，比重大，在连铸时易造成中间包水口堵塞。

申请号为“201210130225.X”，发明名称为“一种耐候钢”，公开了一种以下重量百分比的物料构成：锰0.36～0.50％；铬0.45～0.60％；镍0.11～0.13％；铜0.25～0.32％；氮≤0.005％；磷0.070～0.105％；余量为铁和不可避免的杂质的耐候钢。其中，该专利耐候钢中铬含量较低，且磷含量较高，容易导致钢的脆性，且制备的钢材不能满足现有工业对耐候钢高耐蚀性、强韧性等新要求。

又因耐候钢的屈服强度与延伸率成反比，即随着屈服强度的增加，钢的延伸率降低，如果钢的延伸率过低，会导致弯折部位出现裂纹，导致钢材出现“龟裂”现象，所以能制备屈服强度高且延伸率较好的高耐候性钢是很有必要的。

另外，高铬耐候钢铬含量高，制备的耐候钢的耐候性能高，力学性能稳定，但是铬含量高，钢的淬透性强，轧制时组织控制困难，要得到理想的组织和性能，必须对热轧工艺进行研究。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种既能满足对钢材的力学性能要求，又能防止钢材发生“龟裂”等现象的高耐候性能钢。

一种含钛高铬耐候钢，由以下重量百分比化学成分组成：C≤0.07％，Si≤0.50％，Mn≤1.5％，P≤0.02％，S≤0.010％，Cu 0.20～0.55％，Cr 3.00～5.50％，Ni 0.10～0.65％，Ti 0.04～0.10％,其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含钛高铬耐候钢，优选由以下重量百分比化学成分组成：C 0.01～0.07％，Si0.1～0.5％，Mn 0.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.010％，Cu 0.20～0.55％，Cr 3.00～5.50％，Ni 0.10～0.65％，Ti 0.04～0.08％,其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含钛高铬耐候钢，优选由以下重量百分比化学成分组成：C 0.01～0.03％，Si 0.10～0.50％，Mn 0.3～0.5％，P 0.010～0.020％，S0.005～0.010％，Cu 0.40～0.55％，Cr 3.70～4.50％，Ni 0.22～0.50％，Ti0.04～0.08％,其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含钛高铬耐候钢，更优选由以下重量百分比化学成分组成C 0.02％，Si 0.10％，Mn 0.31％，P 0.011％，S 0.005％，Cu0.40％，Cr 3.75％，Ni 0.31％，Ti0.04％，其余为Fe及不可避免的杂质。

上述所述一种含钛高铬耐候钢，其屈服强度480～530MPa，抗拉强度580～650MPa，延伸率≥30％，-40℃下低温冲击功200～280J，相对腐蚀率≤28％。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种方法简单，成本低的高铬耐候钢的制备方法。

上述所述一种含钛高铬耐候钢的制备方法，该制备方法主要包括以下步骤：钢坯→热轧→层流冷却→卷取。

其中，热轧步骤中精轧的开轧温度为1000～1100℃，热轧步骤中终轧温度为860～900℃；冷却步骤中层流冷却上集管水量比例为60～70％，下集管水量比例为70～85％；卷取步骤中卷取温度为600～660℃。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含钛高铬耐候钢的制备方法，热轧步骤中精轧的开轧温度优选为1053℃，热轧步骤中终轧温度优选为882℃；冷却步骤中层流冷却上集管冷却速率优选为65％，下集管冷却速率优选为80％；卷曲步骤中卷取温度优选为635℃。

本发明含钛耐候钢的制备方法及其制备的含钛高铬耐候钢，具有生产成本低，工艺简单，产品合格率高，耐候钢综合性能优异等特点，不仅能满足现有工业对耐候钢的高耐候性要求，还能满足钢材稳定的力学性能要求，尤其是具有优越的低温抗冲击性能和良好的延展性。

具体实施方式

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含钛高铬耐候钢，优选由以下重量百分比化学成分组成：C 0.01～0.03％，Si 0.10～0.50％，Mn 0.3～0.5％，P 0.010～0.020％，S 0.005～0.010％，Cu 0.40～0.55％，Cr 3.70～4.50％，Ni 0.22～0.50％，Ti0.04～0.08％,其余为Fe及不可避免的杂质。

其中，精轧开轧温度为1000～1100℃，如果开轧温度太低，轧制节奏太慢，生产效率低；如果精轧开轧温度太高，轧制过程冷却速度太快，组织不均匀，导致成品综合性能差。

另外，如果热轧步骤中终轧温度太低，在铁素体轧制过程中，产品综合性能差；如果热轧步骤中终轧温度太高，冷却速度太快，组织不均匀，且得不到理想组织。

再者，冷却步骤中层流冷却上集管水量比例为60～70％，下集管水量比例为70～85％，如果集管水量比例太低，不能满足卷取温度要求，且不能得到需要的适量的马氏体组织；如果集管水量比例太高，易产生贝氏体组织，低温冲击性能差，且钢板表面与心部组织不均匀。

最后，卷取步骤中的温度选择为600～660℃，如果温度太低，延伸率较低；如果温度太高，成品晶粒粗大，强度低，低温冲击性能差。

进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种含钛高铬耐候钢的制备方法，热轧步骤中精轧的开轧温度优选为1053℃，热轧步骤中终轧温度优选为882℃；冷却步骤中层流冷却上集管水量比例优选为65％，下集管水量比例优选为80％；卷曲步骤中卷取温度优选为635℃。

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，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

钢坯的化学成分重量百分比为：C：0.02％，Si：0.10％，Mn：0.31％，P：0.011％，S：0.005％，Cr：3.75％，Ni：0.31％，Cu：0.40％，Ti：0.04％，其余为Fe及不可避免的杂质。

热轧步骤中精轧开轧温度为1053℃，热轧步骤中终轧温度为882℃；冷却步骤中层流冷却上集管水量比例为65％，下集管水量比例为80％；卷曲步骤中卷取温度优选为635℃。

本方法生产的高铬耐候钢力学性能Rel：485MPa，Rm：589MPa，A％：34％；低温冲击性能(-40℃)：223J，耐候性能(相对腐蚀率)：28％。

实施例2

钢坯的化学成分重量百分比为：C：0.01％，Si：0.30％，Mn：0.40％，P：0.015％，S：0.008％，Cr：4.01％，Ni：0.37％，Cu：0.49％，Ti：0.06％，其余为Fe及不可避免的杂质。

热轧步骤中精轧开轧温度为1005℃，热轧步骤中终轧温度为862℃；冷却步骤中层流冷却上集管水量比例为60％，下集管水量比例为70％；卷取步骤中的温度为600℃。

本方法生产的高铬耐候钢力学性能Rel：510MPa，Rm：640MPa，A％：32.5％；低温冲击性能(-40℃)：275J，耐候性能(相对腐蚀率)：25％。

实施例3

钢坯的化学成分重量百分比为：C：0.03％，Si：0.49％，Mn：0.48％，P：0.019％，S：0.009％，Cr：4.46％，Ni：0.48％，Cu：0.53％，Ti：0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。

热轧步骤中精轧开轧温度为1095℃，热轧步骤中终轧温度为897℃；冷却步骤中层流冷却上集管水量比例为70％，下集管水量比例为85％；卷取步骤中的温度为655℃。

本方法生产的高铬耐候钢力学性能Rel：525MPa，Rm：650MPa，A％：30％；低温冲击性能(-40℃)：247J，耐候性能(相对腐蚀率)：22％。

Claims

1.一种含钛高铬耐候钢，其特征在于：由以下重量百分比化学成分组成：C 0.01～0.03％，Si 0.10～0.50％，Mn 0.3～0.5％，P 0.010～0.020％，S 0.005～0.010％，Cu0.40～0.55％，Cr 3.70～4.50％，Ni 0.22～0.50％，Ti 0.04～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质；

其制备方法包括以下步骤：钢坯→热轧→层流冷却→卷取，其中热轧步骤中精轧的开轧温度为1000～1100℃，热轧步骤中终轧温度为860～900℃；层流冷却上集管水量比例为60～70％，下集管水量比例为70～85％；卷取温度为600～660℃；

所述高铬耐候钢的屈服强度480～530MPa，抗拉强度580～650MPa，延伸率≥30％，-40℃下低温冲击功200～280J，相对腐蚀率≤28％。

2.根据权利要求1所述一种含钛高铬耐候钢，其特征在于：由以下重量百分比化学成分组成：C 0.02％，Si 0.10％，Mn 0.31％，P 0.011％，S 0.005％，Cu 0.40％，Cr 3.75％，Ni0.31％，Ti 0.04％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.权利要求1或2所述一种含钛高铬耐候钢的制备方法，该方法主要包括以下步骤：钢坯→热轧→层流冷却→卷取，其特征在于：热轧步骤中精轧的开轧温度为1000～1100℃，热轧步骤中终轧温度为860～900℃；层流冷却上集管水量比例为60～70％，下集管水量比例为70～85％；卷取温度为600～660℃。

4.根据权利要求3所述一种含钛高铬耐候钢的制备方法，其特征在于：热轧步骤中精轧的开轧温度为1053℃，热轧步骤中终轧温度为882℃；层流冷却上集管水量比例为65％，下集管水量比例为80％；卷取温度为635℃。