CN112746216A

CN112746216A - 一种耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板及其制造方法

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Publication number: CN112746216A
Application number: CN201911037827.9A
Authority: CN
Inventors: 刘自成; 顾晔
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: CN112746216B

Abstract

一种耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板及其制造方法，采用低C‑低Mn‑高(P、Cu及Ni)合金化‑微(Nb、Ti)处理的合金体系做为基础，控制9.23(％P)×[3.13(％Cu)+1.67(％Ni)+0.37(％Cr)]≥2.35，[(％P)×H]/[(％Cu)+(％Ni)+0.33(％Cr)]≤2.65；Ca处理，且，Ca/S比在1.0～3.0及(％Ca)×(％S)^0.28≤1.5×10^‑3；优化TMCP工艺，使成品钢板的显微组织为均匀细小的铁素体+弥散分布的贝氏体，显微组织平均晶粒尺寸在15μm以下，并且P未能在晶界形成过度偏聚；确保钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配，优良的冷/热机械加工特性及较好的可焊接性的同时，钢板耐海水干湿交替腐蚀能力也同样优异。

Description

一种耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及耐腐蚀钢技术领域，特别涉及一种耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板及其制造方法。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、造船、桥梁结构、锅炉容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中；低碳(高强度)低合金钢物理性能与力学性能取决于其化学成分与制造工艺，其中强度、韧性、塑性、耐腐蚀性(大气、工业大气及海洋大气等)及焊接性等是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。

随着冶金科技、现场控制技术不断地向前发展，人们对高强钢的韧性、塑性、焊接性提出更高的要求；即钢板在低温状态下，具有高强度、高延伸率、高止裂特性(即抗脆性断裂及塑性失稳断裂能力)的同时，钢板焊接性能及耐候性优良、可大热输入高效率焊接；并且在较低的制造成本条件下，大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量节约成本，减轻钢构件的自身重量、稳定性和安全性，更为重要的是为进一步提高强钢冷、热加工性及服役过程中的安全可靠性。

目前日韩、欧盟及北美范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，力图通过合金组合设优化计与新一代在线形变热处理工艺技术相结合，获得更好的显微组织匹配，超细化显微组织与亚结构。在不大量增加贵重合金元素(如Cu、Ni、Mo等)条件下，通过合金组合设计优化和新一代TMCP工艺技术相匹配，获得更好的组织形貌、尺寸、相比例及亚结构，从而得到更高的强韧性、强塑性及更优良的焊接性与物理化学性能。

现有技术制造耐候结构用厚钢板时，一般要在钢中添加一定量的P、Ni、Cu、Cr等耐候性合金元素，目的是在钢板表面形成一层致密的非晶保护膜，阻止空气进入钢板内部，达到耐大气腐蚀作用参见(《西山纪念技术讲座》159-160，P84～P85)；由此带来母材钢板韧性和焊接性较差，尤其焊接接头的熔合线与热影响区冲击韧性很差。

为此日本采用低C含量成分设计，添加微合金元素Ti、Nb，结合控制轧制工艺，使钢板焊接性与低温韧性得到大幅度提高(参见《制铁研究》，1982，Vol.309，P98；R&D神户制钢技报，1988，Vol.38，P97)。为开发寒冷地区使用的耐候钢，日本采用低C－高Al－低N－微Ti处理成分设计技术，结合控制轧制工艺成功生产出满足－40℃低温韧性耐候钢板(参见《铁と钢》，1985，Vol.71，S593)，但是这些钢板均只能耐普通大气腐蚀，不能耐氯离子浓度很高的海洋大气腐蚀(参见《西山纪念技术讲座》86-87，P11；建设省土木研究所，钢材俱乐部(社)，日本桥梁建设协会(社)，与耐候钢适用桥梁相关的共同研究报告书(XX)，1993)。

宝钢从2005年就开始对耐海洋大气腐蚀钢板进行了系统地研究，开发出一系列针对海洋大气环境耐腐蚀钢板：“高止裂、抗应变时效脆化特性的耐海水腐蚀钢板及其制造方法”(中国专利申请号201710768469.3)、“优良的耐海水腐蚀、抗疲劳性能及抗环境脆性的超高强度钢板及其制造方法(中国专利申请号201710182924.1)、“一种高性能耐海洋气候钢板及其制造方法”(中国专利申请号ZL201410299647.9)及“耐盐雾腐蚀的软磁结构钢板及其制造方法”(中国专利申请号ZL200510027312.2)。

上述这些开发钢种不仅含有大量的Cu、Ni、Cr及Ti等合金元素，尤其贵重合金元素Ni及耐候元素Cr含量很高，其中Ni、Cr含量基本达到1.00％以上，造成钢板制造成本较高、钢板表面裂纹缺陷较多，钢板表面质量控制难度也较大；更重要的是这些开发钢种主要针对于耐海洋大气气氛腐蚀即耐盐雾腐蚀(抗氯离子侵蚀)，没有涉及飞溅区海水干湿交替条件下对钢板的腐蚀，而飞溅区海水干湿交替状况对钢板的腐蚀程度最大，直接关系到海洋钢结构的使用寿命、维护成本及服役过程的安全可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板及其制造方法，在确保钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配、优良的冷/热机械加工特性及较好的可焊接性的同时，钢板具有优异的耐海水干湿交替腐蚀能力(即飞溅区腐蚀模式)，克服了钢中高P含量带来的钢板低强韧性、低塑性、低冷/热机械加工特性及不可焊接性；其屈服强度≥355MPa，抗拉强度≥490MPa，－20℃横向冲击韧性KV2≥47J，焊接热影响区冲击韧性KV2(0℃)≥47J；本发明钢板特别适用于跨海桥梁结构、海上风电结构、海洋平台结构等，并且能够实现合理成本、稳定批量地工业化生产；而且，由于此类高P含量钢板具有较好的可焊性，用户可以采用焊接工艺而非铆接工艺加工钢结构，大幅度地缩短了用户钢构件制造的时间与成本，实现了高P钢板构件加工制作过程的绿色制造。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板是耐候钢产品中难度最大的品种之一，其原因是在钢中P含量很高的条件下，要求钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配、优良的冷/热机械加工特性及一定的可焊接性，但是这类钢板成分(即耐海洋环境海水干湿交替腐蚀特性)与力学性能、可焊性很难同时满足，即耐海洋环境海水干湿交替腐蚀特性与钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配、优良的冷/热机械加工特性及一定的可焊接性在成分设计和工艺设计上相互冲突，很难调和：提高钢板的耐海洋环境海水干湿交替腐蚀特性(主要是大幅度提高钢中P含量)，必然造成钢板的韧性、塑性、冷/热机械加工特性及可焊性急剧恶化；相反，改善钢板的韧性、塑性、冷/热机械加工特性及可焊性，必然导致钢板耐海洋环境干湿交替腐蚀特性(主要是大幅度降低钢中P含量)严重劣化；如何平衡耐海洋环境海水干湿交替腐蚀特性、强韧性/强塑性匹配、优良的冷/热机械加工特性及一定的可焊接性是本发明钢板最大的难点之一，也是关键核心技术；因此在关键技术路线、成分和工艺设计上，综合了影响钢板耐海洋环境海水干湿交替腐蚀特性、强韧性/强塑性匹配、冷/热机械加工特性及可焊接性等关键因素；本发明创造性采用简单的合金元素的组合设计，适当地添加Ni、Cu、Cr及P等耐候合金元素，优化TMCP制造工艺，抑制P在钢板制造过程中(即板坯加热轧制、加速冷却过程中)向原奥氏体晶界偏聚，保证钢板在获得优良的耐海洋大气环境耐腐蚀性能、更重要的是钢板具有优异的耐海水干湿交替腐蚀能力(即飞溅区腐蚀模式)的同时，钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配。

本发明采用低C-低Mn-高(P、Cu及Ni)合金化-微(Nb、Ti)处理的合金体系为基础，控制9.23(％P)×[3.13(％Cu)+1.67(％Ni)+0.37(％Cr)]≥2.35、[(％P)×H]/[(％Cu)+(％Ni)+0.33(％Cr)]≤2.65、Ca处理且Ca/S比在1.0～3.0及(％Ca)×(％S)^0.28≤1.5×10^-3；优化TMCP工艺，使成品钢板的显微组织为均匀细小的铁素体+弥散分布的贝氏体、显微组织平均晶粒尺寸在15μm以下，并且P未能在晶界形成过度偏聚；确保钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配、优良的冷/热机械加工特性及较好的可焊接性的同时，钢板耐海水干湿交替腐蚀能力也同样优异。

具体的，本发明所述的耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板，其成分重量百分比为：

C：0.05％～0.10％；

Si：0.08％～0.20％；

Mn：0.80％～1.20％；

P：0.07％～0.12％；

S：≤0.0030％；

Cu：0.50％～0.90％；

Ni：0.40％～0.80％；

Cr：≤0.20％；

Nb：0.008％～0.025％；

Ti：0.008％～0.015％；

Al：0.030％～0.060％；

N：0.0030％～0.0065％；

Ca：0.0010％～0.0030％；

其余为Fe和不可避免的夹杂；且，必须同时满足如下关系：

9.23(％P)×[3.13(％Cu)+1.67(％Ni)+0.37(％Cr)]≥2.35；

[(％P)×H]/[(％Cu)+(％Ni)+0.33(％Cr)]≤2.65；其中，H为成品钢板厚度，单位为mm；

Ca处理，且Ca/S比在1.0～3.0及(％Ca)×(％S)^0.28≤1.5×10^-3；

V_冷速/{[1.36(％Si)+(％Mn)]×(％P)}≥145，其中，V_冷速为TMCP工艺的加速冷却速度，单位为℃/s；

720≤(H×T_停冷)/{[CEV+0.5(％P)+0.59(％Nb)]×V_冷速}≤4900；其中，

CEV(％)＝(％C)+(％Mn)/6+[(％Cr)+(％Mo)+(％V)]/5+[(％Cu)+(％Ni)]/15，CEV为碳当量，单位为％；

T_停冷，为控轧控冷TMCP工艺的停冷温度，单位为℃；

H，为成品钢板厚度，单位为mm；

V_冷速，为控轧控冷TMCP工艺的加速冷却速度，单位为℃/s。

本发明所述的耐海洋环境干湿交替腐蚀钢板的显微组织为均匀细小的铁素体+弥散分布的贝氏体，显微组织平均晶粒尺寸在15μm以下。

本发明所述的耐海洋环境干湿交替腐蚀钢板的屈服强度≥355MPa，抗拉强度≥490MPa，－20℃横向冲击韧性KV₂≥47J，焊接热影响区冲击韧性KV₂(0℃)≥47J。

在本发明所述耐海洋环境干湿交替腐蚀钢的成分设计中：

C，对钢的强度、韧性及焊接性影响很大，从改善钢的韧性及焊接性，希望钢中C含量控制得较低；但是从钢的强度和生产制造过程中显微组织控制角度，C含量不宜过低，过低的C含量(<0.050％)不仅造成Ac₁、Ac₃、Ar₁、Ar₃点温度较高，而且奥氏体晶界迁移率较高，给晶粒细化带来一定的困难，容易形成混晶组织，造成钢低温韧性低下和焊接热影响区低温韧性严重劣化，因此钢中C含量控制下限不宜低于0.050％。当C含量提高时，虽然有利于钢板显微组织细化，但是损害钢板的韧性与焊接性，尤其高P含量钢种，C含量较高时，促进P在钢水凝固过程中的偏析及在晶界上的偏聚，严重劣化钢板的韧性、塑性及焊接性，因此钢中P含量上限不得超过0.10％。

在高P含量钢中，Si促进P在凝固过程中偏析，更重要的是Si促进P在晶界上偏聚，严重恶化钢板的韧性、塑性及焊接性，产生严重的冷脆现象；此外，Si与P相互强化促进M-A岛形成，严重脆化焊接接头塑韧性，因此高P含量钢中，Si含量上限不得超过0.20％，具体为Si：0.08％～0.20％。

Mn作为最重要的合金元素在钢中除提高钢板的强度外，还具有扩大奥氏体相区、降低Ar₃点温度、细化铁素体晶粒而改善钢板塑韧性的作用、促进TMCP工艺过程中的贝氏体形成而提高钢板强度的作用,钢中Mn含量不能低于0.80％。由于Mn在钢水凝固过程中容易发生偏析，尤其高P含量的条件下，较高Mn含量(当Mn含量>1.20％时)，不仅容易与C、P、S等元素发生严重的共轭偏析，加重连铸坯中心的偏析与疏松，严重的连铸坯中心偏析在后续的TMCP和焊接过程中易形成异常组织，严重恶化母材钢板、焊接接头塑韧性；其次Mn与Si一样促进P在晶界上偏聚，严重恶化钢板的韧性、塑性及焊接性，产生严重的冷脆现象；因此高P含量钢中，Mn含量上限不得超过1.20％。

P，是提高耐海水干湿交替腐蚀特性的关键合金元素，适量添加P元素对于钢板耐飞溅区海水干湿交替腐蚀特性极其重要，当P含量低于0.07％时，钢板耐海水干湿交替腐蚀特性大幅度降低，因此钢中P含量不得低于0.07％；但是P对钢板力学性能尤其塑韧性、焊接性损害很大，过量添加会严重劣化钢板塑韧性及焊接性，因此钢中P含量上限不得超过0.12％

S，作为钢中有害夹杂对钢的韧性、焊接性具有很大的损害作用，更重要的是S在钢中与Mn结合，形成MnS夹杂物，在热轧过程中，MnS的可塑性使MnS沿轧向延伸，形成沿轧向MnS夹杂物带，严重损害钢板的韧性、Z向性能和焊接性，同时S还是热轧过程中产生热脆性的主要元素，尤其在高P含量钢中，上述有害作用被急剧放大；因此S含量越低越好，但考虑到生产效率、成本等因素，S含量上限不得超过0.0030％。

为改善钢板耐海水飞溅区所产生的干湿交替腐蚀特性，在钢中添加一定数量的Cu元素不可或缺；通过Cu与P相互作用的复合叠加效应，Cu、P不断向钢板表面富集与偏聚，并最终形成富含Cu与P元素、化学稳定性与致密性极高的非晶层，该非晶层能有效抑制氯离子的侵蚀与空气的氧化剥落对钢板表面的腐蚀作用，改善钢板耐海水干湿交替腐蚀特性；当Cu含量低于0.50％时，上述作用不明显；当钢中Cu含量大于0.90％，在高P作用下钢板产生严重的冷热脆化，因此合适的Cu含量在0.50％～0.90％之间。

Ni元素也具有改善钢板耐海水飞溅区所产生的干湿交替腐蚀特性，但作用不如Cu、P元素的作用大；但是当钢中含有大量的Cu与P元素时，钢板极易产生严重的冷脆与热脆，添加适量的Ni元素可以大幅度降低Cu、P元素的有害作用，同时还有一定的改善钢板耐腐蚀性能；同时Ni还具有提高钢板强度、改善钢板强韧性/塑韧性匹配及焊接性的作用，且可以替代Mn发挥作用而无Mn的有害副作用(高P含量钢中，加重钢水凝固偏析、促进P向晶界偏聚)；理论上来说，Ni元素添加量越高越好；但是Ni是贵重合金元素，过量添加会极大提高钢板制造成本；同时也会带来钢板表面缺陷(主要连铸坯表面缺陷升高所致)上升的不利作用；因此，合理的Ni元素含量在0.40％～0.80％之间。

Cr，具有一定的改善钢板耐海水飞溅区所产生的干湿交替腐蚀特性，钢中添加适量的Cr元素可以部分替代Mn元素(消除高P含量钢中Mn元素的不利副作用)，提高钢板的强度，但是当Cr元素添加过量时(尤其高P含量钢中)，严重恶化钢板塑韧性与焊接性；因此合适Cr范围为≤0.20％。

钢中添加微量的Nb元素目的是有效实施TMCP工艺，当Nb添加量低于0.008％时，不能有效发挥未再结晶控轧的作用；当Nb添加量超过0.025％时，在P与Nb的共同作用下，焊接过程中易诱发粗大的上贝氏体(Bu)形成，并促进尺寸粗大的块状M-A岛形成，严重损害焊接热影响区(HAZ)的塑韧性，因此Nb含量控制在0.008％～0.025％之间，获得最佳的TMCP效果的同时，又不损害焊接HAZ的塑韧性。

钢中加入微量的Ti目的是与钢中N结合，生成稳定性很高的TiN粒子，控制焊接HAZ区奥氏体晶粒长大、抑制粗大的FSP、Bu等脆化组织产生，改善钢的焊接性和HAZ的低温韧性。钢中添加的Ti含量要与钢中的N含量匹配，匹配的原则是TiN不能在液态钢水中析出而必须在固相中析出；当加入Ti含量过少(<0.008％)，形成TiN粒子数量不足，不足以抑制HAZ的奥氏体晶粒长大、抑制粗大的FSP、Bu等脆化组织产生而改善HAZ的低温韧性；加入Ti含量过多(>0.015％)时，可能析出大尺寸TiN粒子，这种大尺寸TiN粒子不但不能抑制HAZ的奥氏体晶粒长大，反而成为裂纹萌生的起始点；因此Ti含量的最佳控制范围为0.008％～0.015％。

钢板中的Al能够固定钢中的自由[N]，更重要的是降低焊接热影响区HAZ自由[N]，促进铁素体在焊接冷却循环中析出、抑制块状M-A岛形成，改善焊接HAZ的韧性作用；但钢中加入过量的Al不但会在钢中形成大量弥散的针状Al₂O₃夹杂物，严重损害钢板冲击韧性和焊接性，而且Al也促进钢水凝固过程中偏析、P向晶界偏聚及M-A岛形成，严重劣化钢板塑韧性与焊接性，因此最佳Als含量控制在0.030％～0.060％之间。

N的控制范围与Ti的控制范围相对应，对于焊接性优良的钢板，Ti/N在2.5～3.0之间最佳。N含量过低，生成TiN粒子数量少、尺寸大，不能起到改善钢的焊接性的作用，反而对焊接性有害；但是N含量过高时，钢中自由[N]增加，严重损害HAZ韧性，恶化钢的焊接性。因此N含量控制在0.0030％～0.0065％。

对钢进行Ca处理，一方面可以进一步纯洁钢液，另一方面对钢中硫化物进行变性处理，使之变成不可变形的、稳定细小的球状硫化物、抑制S的热脆性、提高钢的低温韧性和Z向性能、改善钢板韧性的各向异性，尤其对于高P含量钢板而言，Ca处理不可或缺；Ca加入量的多少，取决于钢中S含量的高低，Ca加入量过低，处理效果不大；Ca加入量过高，形成Ca(O,S)尺寸过大且钢中夹杂物数量增多、脆性也增大，可成为断裂裂纹起始点，降低钢的低温韧性与焊接性，同时还降低钢质纯净度、污染钢液；因此Ca含量的合适范围为0.0010％～0.0030％。

特别是：本发明钢的元素含量必须同时满足如下关系：

9.23(％P)×[3.13(％Cu)+1.67(％Ni)+0.37(％Cr)]≥2.35；确保钢板在海浪飞溅区，具有优良的耐海水干湿交替腐蚀特性。

[(％P)×H]/[(％Cu)+(％Ni)+0.33(％Cr)]≤2.65；通过成品钢板厚度与耐腐蚀元素组合平衡设计，保证钢板具有优良的耐海水干湿交替腐蚀特性的同时，不同厚度钢板中的P元素含量保持在最佳的范围内，确保高P含量钢板在TMCP及后续焊接过程中，P元素不严重偏聚在晶界上，改善高P含量钢板的母材及焊接接头塑韧性；其中H为成品钢板厚度、单位为mm。

Ca处理，且Ca/S比在1.0～3.0，及(％Ca)×(％S)^0.28≤1.5×10^-3；确保硫化球化且夹杂物对塑韧性和焊接性影响降低到最小的同时，Ca(O,S)粒子均匀细小分布在钢中，抑制焊接热影响区奥氏体晶粒过度长大，改善焊接热影响区塑韧性。

V_冷速/{[1.36(％Si)+(％Mn)]×(％P)}≥145；在TMCP过程中，抑制P向晶界过度偏聚，改善高P含量钢板塑韧性与焊接性；其中，V_冷速为TMCP工艺的加速冷却速度，单位为℃/s。

720≤(H×T_停冷)/{[CEV+0.5(％P)+0.59(％Nb)]×V_冷速}≤4900；确保钢板强度达到开发目标的同时，不同成品厚度钢板强度、不同厚内位置强度稳定均匀；其中，CEV为碳当量，单位为％，CEV(％)＝(％C)+(％Mn)/6+[(％Cr)+(％Mo)+(％V)]/5+[(％Cu)+(％Ni)]/15，T_停冷为TMCP工艺的停冷温度，单位为℃；H为成品钢板厚度，单位为mm；V_冷速为TMCP工艺的加速冷却速度，单位为℃/s。

本发明所述耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板的制造方法，其包括如下步骤：

1)冶炼、铸造

按照上述成分冶炼、铸造成板坯；

2)板坯低温加热，加热温度控制在1070℃～1130℃之间；

3)轧制

控制轧制开轧温度780℃～830℃，轧制道次压下率≥7％，累计压下率≥50％，最后三道次累计压下率≥28％，终轧温度750℃～780℃；

4)冷却

控制轧制结束后，钢板立即运送到加速冷却设备处，对钢板进行加速冷却，钢板开冷温度710℃～780℃，加速冷却速度≥13℃/s，停冷温度为450℃～550℃，随后钢板自然空冷至室温。

优选的，步骤1)铸造采用连铸工艺，中间包钢水浇铸温度≤1550℃，且采用轻压下工艺，轻压下率控制在2％～4％之间；

在本发明所述钢板的制造工艺设计中：

本发明的铸造工艺优选采用连铸工艺，连铸工艺重点控制浇铸温度，中间包钢水浇铸温度≤1550℃，低温浇铸法较好，以细化原始铸态组织。为控制连铸坯中心共轭偏析，采用轻压下工艺，轻压下率控制在2％～4％之间。

为确保高P、高Cu含量钢不发生高温铜脆，必须采用板坯低温加热工艺的同时，还要保证微合金化元素Nb的完全固溶。板坯加热温度控制在1070℃～1130℃之间。

控轧开轧温度780℃～830℃，轧制道次压下率≥7％，累计压下率≥50％，最后三道次累计压下率≥28％，终轧温度750℃～780℃。

控轧结束后，钢板立即运送到ACC设备处，随即对钢板进行加速冷却；钢板开冷温度终轧温度710℃～780℃，冷却速度≥13℃/s，停冷温度为450℃～550℃，随后钢板自然空冷至室温。

在TMCP过程中，抑制P向晶界过度偏聚，改善高P含量钢板塑韧性与焊接性；确保钢板强度达到开发目标的同时，不同成品厚度钢板强度、不同厚内位置(钢板不同厚度位置)强度稳定均匀。

本发明的有益效果：

本发明通过系统地研究影响钢板耐海洋环境干湿交替腐蚀特性、强韧性/强塑性匹配、冷/热机械加工特性及可焊接性等关键因素，不仅成功地避开了新日铁住金、JFE及神户制钢及德国迪林根等国际一流钢厂专利技术壁垒；而且创造性采用了简单的合金元素的组合设计，匹配以合适的TMCP制造工艺，成功地抑制了P在钢板制造过程中(即板坯加热轧制、加速冷却过程中)向晶界过度偏聚，确保钢板在获得优良的耐海洋大气环境耐腐蚀性能，更重要的是钢板具有优异的耐海水干湿交替腐蚀能力(即飞溅区腐蚀模式)的同时，钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配，成功地解决了高P含量钢板的耐海洋环境干湿交替腐蚀特性与强韧性/强塑性匹配、优良的冷/热机械加工特性及可焊接性在成分设计、工艺设计上相互冲突、很难调和的关键技术问题，极大地提高了钢结构的可制造性与海上服役的安全性；钢板具有较好的可焊性，用户可以采用焊接工艺而非铆接工艺加工钢结构，大幅度地缩短了用户钢构件制造的时间与成本，实现了高P钢板构件加工制作过程的绿色制造，因而此类钢板不仅是高附加值、绿色环保性的产品。

附图说明

图1为本发明实施例1的显微组织照片。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。

本发明所述耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板的实施例参见表1，表2～表4为本发明实施例的制造工艺。表5为本发明实施例钢的性能参数。

由图1可以看出，本发明所述钢板显微组织为为细小的铁素体+少量的弥散分布的贝氏体，平均晶粒尺寸在15μm以下，且先共析铁素体冷形变形貌清晰可见。

综上所述，本发明创造性采用简单的合金元素的组合设计，适当地添加Ni、Cu、Cr及P等耐候合金元素，优化TMCP制造工艺，抑制P在钢板制造过程中(即板坯加热轧制、加速冷却过程中)向原奥氏体晶界偏聚，可以保证钢板在获得优良的耐海洋大气环境耐腐蚀性能，更重要的是钢板具有优异的耐海水干湿交替腐蚀能力(即飞溅区腐蚀模式)的同时，钢板具有优良的强韧性/强塑性匹配，克服了钢中高P含量带来的钢板低强韧性、低塑性、低冷/热机械加工特性及不可焊接性。

随着我国经济持续发展，海洋开发与海洋工程建设工程量越来越大，绿色环保性材料作为国家重点推广项目越来越受到重视，环保硬性约束指标将逐渐扩展到基础设施工程项目，作为绿色环保型高性能耐海洋环境干湿交替腐蚀钢板具有广阔的市场前景，该钢板广泛用于海上风电钢管桩、海洋平台的导管桩及海上作业特种船钢管桩等，且工程用量很大，一次用量达5000吨以上，市场前景十分广阔。

Claims

1.一种耐海洋环境海水干湿交替腐蚀钢板，其成分重量百分比为：