CN113737105B - 一种含稀土耐候钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种含稀土耐候钢及其制备方法。本发明提供的含稀土耐候钢，以质量百分含量计，包括以下元素：Al4～11％、Si0.25～1.8％、P0.01～0.35％、Cu0.1～0.55％、Re0.025～0.55％和余量的Fe。在本发明中，Al有利于降低耐候钢的密度，同时细化晶粒，提高耐候钢的力学性能和耐大气腐蚀性能；Re有利于晶化耐候钢基体，改善耐候钢的力学性能和耐候性能。实施例表明，本发明提供的含稀土耐候钢具有良好的强度、塑性和优异的耐候性。

Description

一种含稀土耐候钢及其制备方法
技术领域
本发明属于合金技术领域，特别涉及一种含稀土耐候钢及其制备方法。
背景技术
耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通碳钢和不锈钢之间的合金钢系列，是由普通碳钢添加少量铜、铬等元素而成。与普通碳钢相比，耐候钢在大气中具有更优良的抗腐蚀性能；与不锈钢相比，耐候钢只含有少量的合金元素，价格较为低廉。兼具低廉成本和优良耐腐蚀性能的耐候钢广泛应用于桥梁、车辆、集装箱等长期暴露于大气中使用的钢结构。
随着工业的发展，大量温室气体被排入大气环境中，导致耐候钢面对的大气环境腐蚀变得更加严峻复杂。传统的耐候钢(如Q355NH)耐候性能和力学性能已经不能满足要求日益严苛的服役要求，在耐候钢中加入稀土元素，可以有效增强耐候钢的耐候性能、提高力学性能。例如06CuPTiRE钢以及06CuPRE钢，耐腐蚀性能优于碳钢，06CuPRE钢分别在武汉、成都和青岛地区暴晒，耐腐蚀性能是A2钢的1.2～2倍；但其在恶劣大气环境下，如工业海洋大气环境下，钢材基体的保护性不足，强度较差且耐候性能不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含稀土耐候钢及其制备方法，本发明提供的含稀土耐候钢具有强度高、耐候性能优异的特点。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种含稀土耐候钢，以质量百分含量计，包括以下元素：
Al 4～11％、Si 0.25～1.8％、P 0.01～0.35％、Cu 0.1～0.55％、Re 0.025～0.55％和余量的Fe。
优选的，以质量百分含量计，还包括以下元素中的一种或多种：
Mn、C、Ti、Nb和V。
优选的，所述含稀土耐候钢的组织包括铁素体和/或奥氏体。
优选的，所述含稀土耐候钢的组织的宽度为20～800μm。
本发明还提供了上述技术方案所述含稀土耐候钢的制备方法，包括以下步骤：
将含稀土耐候钢的原料进行熔炼后冷却，得到铸锭；
将所述铸锭依次进行均匀化处理和轧制变形处理，得到所述含稀土耐候钢。
优选的，所述熔炼的温度为2100～2600℃。
优选的，所述均匀化处理的温度为925～1100℃，保温时间为15～60min。
优选的，所述轧制变形处理的开轧温度为925～1100℃；所述轧制变形处理的总变形量为60～75％。
优选的，所述热轧的道次数为5～6次，每道次的变形量独立地为10～15％。
优选的，所述热轧中两道次之间进行保温；所述保温的温度独立地为925～1100℃，时间独立地为4～6min。
本发明提供了一种含稀土耐候钢，以质量百分含量计，包括以下元素：Al 4～11％、Si 0.25～1.8％、P 0.01～0.35％、Cu 0.1～0.55％、Re 0.025～0.55％和余量的Fe。在本发明中，Al降低了耐候钢的密度，同时细化晶粒，提高了耐候钢的力学性能和耐(海洋)大气腐蚀性能；Si有利于降低耐候钢的密度，减少晶体的各向异性倾向，提升耐候钢的强度和硬度；P提高了耐候钢的强度和硬度，且有利于提高耐候钢的耐(海洋)大气腐蚀性能；Cu在不显著降低耐候钢塑性的同时，提高了耐候钢的强度和韧性；Re有利于晶化耐候钢基体，改善耐候钢的力学性能和耐候性能；同时，Re有利于改善耐候钢的韧性、焊接性和加工性能。
进一步的，Mn有利于提升铁素体和奥氏体的硬度和强度，并提高奥氏体的稳定性；C有利于扩大奥氏体相区，提高耐候钢的强度和硬度；Ti有利于使耐候钢的组织致密，细化晶粒；Nb有利于细化晶粒，降低耐候钢的过热敏感性，提高耐候钢的耐大气腐蚀性能；V有利于细化晶粒，提高耐候钢的强度和韧性。
实施例测试结果表明，本发明提供的含稀土耐候钢的屈服强度为411.82～509.71MPa，抗拉强度为567.69～713.98MPa，延伸率为34.56～49.36％，密度为6.58～7.52g/cm3，具有良好的强度、塑性以及低的密度；在360h亚硫酸氢钠水溶液中失重为1.98～3.09mg/cm2，具有优异的耐候性。
本发明还提供了一种含稀土耐候钢的制备方法，包括以下步骤：将高铝耐候钢的原料进行熔炼后冷却，得到铸锭；将所述铸锭依次进行均匀化处理和轧制变形处理，得到所述含稀土耐候钢。在本发明中，轧制变形处理过程中晶粒经过剧烈变形得到细化，且沿轧制方向拉长，有利于在保证耐候性基础上有效提高含稀土耐候钢的力学性能。而且本发明提供的方法简单，轧制变形处理后，无需退火等后续处理，方法简单易行。
附图说明
图1为实施例1所得含稀土耐候钢的金相光学显微图；
图2为实施例2所得含稀土耐候钢的金相光学显微图；
图3为实施例3所得含稀土耐候钢的金相光学显微图；
图4为实施例4所得含稀土耐候钢的金相光学显微图；
图5为实施例5所得含稀土耐候钢的金相光学显微图；
图6为拉伸性能测试的单轴拉伸试样的尺寸图。
具体实施方式
本发明提供了一种含稀土耐候钢，以质量百分含量计，包括以下元素：
Al 4～11％、Si 0.25～1.8％、P 0.01～0.35％、Cu 0.1～0.55％、Re 0.025～0.55％和余量的Fe。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢包括4～11％的Al，优选为4.5～10.5％，更优选为5～10％，再优选为5.5～9.5％。在本发明中，Al有利于降低耐候钢的密度，同时细化晶粒，提高耐候钢的力学性能和耐大气腐蚀性能。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢包括0.25～1.8％的Si，优选为0.27～1.78％，更优选为0.30～1.75％，再优选为0.35～1.7％。在本发明中，Si有利于降低耐候钢的密度，减少晶体的各向异性倾向，提升耐候钢的强度和硬度。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢包括0.01～0.35％的P，优选为0.02～0.33％，更优选为0.03～0.31％，再优选为0.05～0.30％。在本发明中，P有利于提高耐候钢的强度和硬度，且有利于提高耐候钢的耐大气腐蚀性能。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢包括0.1～0.55％的Cu，优选为0.12～0.54％，更优选为0.14～0.52％，再优选为0.15～0.50％。在本发明中，Cu有利于在不显著降低耐候钢塑性的同时，提高耐候钢的强度和韧性。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢包括0.025～0.55％的Re，优选为0.025～0.53％，更优选为0.025～0.50％，再优选为0.025～0.45％。在本发明中，所述Re优选为Ce、La和Y中的一种或多种。在本发明中，Re有利于晶化耐候钢基体，改善耐候钢的力学性能和耐候性能；同时，Re有利于改善耐候钢的韧性、焊接性和加工性能。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢优选还包括以下元素中的一种或多种：Mn、C、Ti、Nb和V。
在本发明中，当所述含稀土耐候钢含Mn时，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢优选还包括大于0且小于等于35％的Mn，更优选为2～33％，再优选为3～30％，进一步优选为10～26％。在本发明中，Mn有利于提升铁素体和奥氏体的硬度和强度，并提高奥氏体的稳定性。
在本发明中，当所述含稀土耐候钢含C时，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢优选还包括大于0且小于等于0.6％的C，更优选为0.01～0.58％，再优选为0.03～0.55％，进一步优选为0.05～0.45％。在本发明中，C有利于扩大奥氏体相区，提高耐候钢的强度和硬度。
在本发明中，当所述含稀土耐候钢含Ti时，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢优选还包括大于0且小于等于0.15％的Ti，更优选为0.001～0.14％，再优选为0.005～0.13％，进一步优选为0.01～0.125％。在本发明中，Ti有利于使耐候钢的组织致密，细化晶粒。
在本发明中，当所述含稀土耐候钢含Nb时，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢优选还包括大于0且小于等于0.15％的Nb，更优选为0.01～0.14％，再优选为0.02～0.13％，进一步优选为0.03～0.12％。在本发明中，Nb有利于细化晶粒，降低耐候钢的过热敏感性，提高耐候钢的耐大气腐蚀性能。
在本发明中，当所述含稀土耐候钢含V时，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢优选还包括大于0且小于等于0.15％的V，更优选为更优选为0.01～0.14％，再优选为0.02～0.13％，进一步优选为0.03～0.12％。在本发明中，V有利于细化晶粒，提高耐候钢的强度和韧性。
在本发明中，以质量百分含量计，所述含稀土耐候钢包括余量的Fe。
在本发明中，所述含稀土耐候钢的组织优选包括铁素体和/或奥氏体。
在本发明中，所述含稀土耐候钢的组织的宽度优选为20～800μm，更优选为25～700μm。
本发明还提供了上述技术方案所述含稀土耐候钢的制备方法，包括以下步骤：
将含稀土耐候钢的原料进行熔炼后冷却，得到铸锭；
将所述铸锭依次进行均匀化处理和轧制变形处理，得到所述含稀土耐候钢。
在本发明中，若无特殊说明，所述制备方法中各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将含稀土耐候钢的原料进行熔炼后冷却，得到铸锭。
本发明对所述含稀土耐候钢的原料的具体来源和添加量没有特殊的限定，以得到满足化学成分要求的含稀土耐候钢为准。具体来说，根据实际得到的原料合金的组成，合理调整各原料合金的用量，配合中间合金的组分及用量，以得到满足化学成分的含稀土耐候钢即可。在本发明中，所述含稀土耐候钢的原料优选包括工业纯铁、纯铝、硅颗粒、磷铁、纯铜和稀土颗粒，优选还包括电解锰片、碳粒、纯钛、纯铌和纯钒中的一种或多种。
在本发明中，所述熔炼优选为：将含稀土耐候钢的原料混合熔化后冷却，将所得的合金铸锭翻转后，再进行熔化后冷却，反复进行多次，得到铸锭。
在本发明中，所述熔化的温度优选为2100～2600℃，更优选为2150～2580℃，再优选为2200～2560℃，进一步优选为2350～2550℃。在本发明中，所述熔化的次数优选≥6次，更优选为7～9次。在本发明中，每次熔化的时间优选为3～5min，更优选为3.5～4.5min，再优选为3.7～4.5min。
在本发明中，所述熔炼优选为真空电弧熔炼。在本发明中，所述熔炼的设备优选为真空电弧炉，更优选为非自耗真空电弧熔炼炉。在本发明中，所述真空电弧熔炼的真空度优选为0.04～0.08MPa，更优选为0.045～0.075MPa。在本发明中，所述熔炼优选在电离气条件下进行。在本发明中，所述电离气优选为氩气。本发明优选将熔炼设备的腔体内抽真空，再通入电离气。在本发明中，所述抽真空优选抽至4×10-3～7×10-3Pa。在本发明中，所述电离气的通入量以满足电弧熔炼用电离气体的用量为准。本发明采用先抽真空再通入电离气的方法可以避免耐候钢元素在高温熔炼时发生氧化而影响铸锭的质量，同时为电弧熔炼提供电离气体。
所述熔炼前，本发明优选将含稀土耐候钢的原料进行清洗。在本发明中，所述清洗中的液体介质优选为无水乙醇。在本发明中，所述清洗的方法优选为超声波清洗；本发明对所述超声波清洗没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的超声波清洗即可。
清洗后，本发明优选将所得清洁原料风干。
得到铸锭后，本发明将所述铸锭依次进行均匀化处理和轧制变形处理，得到所述含稀土耐候钢。
在本发明中，所述均匀化处理的温度优选为925～1100℃，更优选为940～1075℃，再优选为950～1050℃；保温时间优选为15～60min，更优选为25～50min，再优选为30～45min。在本发明中，所述均匀化处理的温度优选由室温升温获得；所述升温的速率优选为5～15℃/min，更优选为7～13℃/min，再优选为9～11℃/min。在本发明中，所述均匀化处理的设备优选为马弗炉。
在本发明中，所述轧制变形处理的开轧温度优选为925～1100℃，更优选为940～1075℃，再优选为950～1050℃。在本发明中，所述轧制变形处理的总变形量优选为60～75％，更优选为62～73％。在本发明中，所述轧制变形处理的道次数优选为5～6次；每道次的变形量优选独立地为10～15％，更优选为11～14％。在本发明中，所述轧制变形处理中每道次的压下量优选独立地为1.5～2.5mm，更优选为1.7～2.3mm，再优选为1.9～2.1mm。在本发明中，所述热轧后所得的含稀土耐候钢钢板的厚度优选为4.5～6mm，更优选为4.7～5.8mm，再优选为4.9～5.7mm。在本发明中，所述热轧的设备优选为双辊同步轧机；在本发明的实施例中，所述热轧的设备优选为200型双辊同步轧机。
本发明优选在所述轧制变形处理中两道次之间进行保温。在本发明中，所述保温的温度优选独立地为925～1100℃，更优选为940～1075℃，再优选为950～1050℃；时间优选独立地为4～6min，更优选为4.5～5.5min。在本发明中，所述保温的设备优选为马弗炉。在本发明中，轧制变形处理过程中，强烈的挤压变形使得组织沿轧制方向拉长，且剧烈变形产生的畸变能存储在晶粒内部，促使耐候钢在每道次轧制之间的保温过程中产生再结晶和提高耐候钢的强度，进一步提高耐候钢的强韧性。
在本发明中，均匀化处理和轧制变形处理联合作用，有利于消除熔炼过程后因水冷铜坩埚导致的铸锭的内部缺陷，有利于紧密内部组织，对耐候钢做形变强化，提高力学性能。
在本发明中，所述含稀土耐候钢具有良好的力学性能和优异的耐候性，满足工业结构用钢材的使用需求。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种含稀土耐候钢及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
含稀土耐候钢的化学成分为：
Fe-4.5Al-3Mn-0.25Si-0.05P-0.2Cu-0.05Re，即按质量百分含量计为Al 4.5％，Mn 3％，Si 0.25％，P 0.05％，Cu 0.2％，Re 0.05％，余量为Fe；Re为La；
按设计含稀土耐候钢的化学成分，将91.8g工业纯铁、4.5g纯铝、3g电解锰片、0.25g硅颗粒、0.2g磷铁、0.2g纯铜和0.05g稀土颗粒浸于无水乙醇中，超声波清洗后风干；
将所得清洁的原料混合后置于非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，在真空度为5×10-3Pa，压力为0.05MPa的氩气条件下进行真空电弧熔炼，熔炼温度为2400℃，每次熔炼完成后，冷却合金液，翻转所得的合金铸锭，然后再次熔化进行熔炼，每次熔化4min，共熔化7次，冷却，得到铸锭；
将所得铸锭至于马弗炉中，以10℃/min的速率升温至1000℃，保温40min后取出，与200型双辊同步轧机上进行热轧，热轧的开轧温度为1000℃，热轧的轧制道次为6次，每道次压下量为2mm，变形量为11％，总变形量为66％，每道次轧制之间于马弗炉内1000℃保温5min，得到厚度为5.5mm的含稀土耐候钢。
实施例2
含稀土耐候钢的化学成分为：
Fe-6Al-10Mn-0.1C-0.3Si-0.05P-0.2Cu-0.1Re-0.05Ti，即按质量百分含量计为Al 6％，Mn 10％，C 0.1％，Si 0.3％，P 0.05％，Cu 0.2％，Re 0.1％，Ti 0.05％，余量为Fe；Re为La；
按设计含稀土耐候钢的化学成分，将83.05g工业纯铁、6g纯铝、10g电解锰片、0.1g碳粒、0.3g硅颗粒、0.2g磷铁、0.2g纯铜、0.1g稀土颗粒和0.05g纯钛浸于无水乙醇中，超声波清洗后风干；
将所得清洁的原料混合后置于非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，在真空度为5×10-3Pa，压力为0.05MPa的氩气条件下进行真空电弧熔炼，熔炼温度为2400℃，每次熔炼完成后，冷却合金液，翻转所得的合金铸锭，然后再次熔化进行熔炼，每次熔化4min，共熔化7次，冷却，得到铸锭；
将所得铸锭至于马弗炉中，以10℃/min的速率升温至1000℃，保温40min后取出，与200型双辊同步轧机上进行热轧，热轧的开轧温度为1000℃，热轧的轧制道次为6次，每道次压下量为2mm，变形量为11％，总变形量为66％，每道次轧制之间于马弗炉内1000℃保温5min，得到厚度为5.5mm的含稀土耐候钢。
实施例3
含稀土耐候钢的化学成分为：
Fe-7Al-19Mn-0.2C-0.4Si-0.1P-0.25Cu-0.1Re-0.05Ti-0.05Nb，即按质量百分含量计为Al 7％，Mn 19％，C 0.2％，Si 0.4％，P 0.1％，Cu 0.25％，Re 0.1％，Ti 0.05％，Nb0.05％，余量为Fe；Re为Y；
按设计含稀土耐候钢的化学成分，将72.55g工业纯铁、7g纯铝、19g电解锰片、0.2g碳粒、0.4g硅颗粒、0.4g磷铁、0.25g纯铜、0.1g稀土颗粒、0.05g纯钛和0.05g纯铌浸于无水乙醇中，超声波清洗后风干；
将所得清洁的原料混合后置于非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，在真空度为5×10-3Pa，压力为0.05MPa的氩气条件下进行真空电弧熔炼，熔炼温度为2400℃，每次熔炼完成后，冷却合金液，翻转所得的合金铸锭，然后再次熔化进行熔炼，每次熔化4min，共熔化7次，冷却，得到铸锭；
将所得铸锭至于马弗炉中，以10℃/min的速率升温至1000℃，保温40min后取出，与200型双辊同步轧机上进行热轧，热轧的开轧温度为1000℃，热轧的轧制道次为6次，每道次压下量为2mm，变形量为11％，总变形量为66％，每道次轧制之间于马弗炉内1000℃保温5min，得到厚度为5.5mm的含稀土耐候钢。
实施例4
含稀土耐候钢的化学成分为：
Fe-9Al-26Mn-0.25C-0.4Si-0.15P-0.3Cu-0.2Re-0.1Ti-0.05Nb，即按质量百分含量计为Al 9％，Mn 26％，C 0.25％，Si 0.4％，P 0.15％，Cu 0.3％，Re 0.2％，Ti 0.1％，Nb0.05％，余量为Fe；Re为Y；
按设计含稀土耐候钢的化学成分，将63.1g工业纯铁、9g纯铝、26g电解锰片、0.25g碳粒、0.4g硅颗粒、0.6g磷铁、0.3g纯铜、0.2g稀土颗粒、0.1g纯钛和0.05g纯铌浸于无水乙醇中，超声波清洗后风干；
将所得清洁的原料混合后置于非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，在真空度为5×10-3Pa，压力为0.05MPa的氩气条件下进行真空电弧熔炼，熔炼温度为2400℃，每次熔炼完成后，冷却合金液，翻转所得的合金铸锭，然后再次熔化进行熔炼，每次熔化4min，共熔化7次，冷却，得到铸锭；
将所得铸锭至于马弗炉中，以10℃/min的速率升温至1000℃，保温40min后取出，与200型双辊同步轧机上进行热轧，热轧的开轧温度为1000℃，热轧的轧制道次为6次，每道次压下量为2mm，变形量为11％，总变形量为66％，每道次轧制之间于马弗炉内1000℃保温5min，得到厚度为5.5mm的含稀土耐候钢。
实施例5
含稀土耐候钢的化学成分为：
Fe-10Al-33Mn-0.3C-0.45Si-0.2P-0.4Cu-0.25Re-0.1Ti-0.1Nb-0.1V，即按质量百分含量计为Al 10％，Mn 33％，C 0.3％，Si 0.45％，P 0.2％，Cu 0.4％，Re 0.25％，Ti0.1％，Nb 0.1％，V 0.1％，余量为Fe；Re为Y；
按设计含稀土耐候钢的化学成分，将54.5g工业纯铁、10g纯铝、33g电解锰片、0.3g碳粒、0.45g硅颗粒、0.8g磷铁、0.4g纯铜、0.25g稀土颗粒、0.1g纯钛、0.1g纯铌和0.1g纯钒浸于无水乙醇中，超声波清洗后风干；
将所得清洁的原料混合后置于非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，在真空度为5×10-3Pa，压力为0.05MPa的氩气条件下进行真空电弧熔炼，熔炼温度为2400℃，每次熔炼完成后，冷却合金液，翻转所得的合金铸锭，然后再次熔化进行熔炼，每次熔化4min，共熔化7次，冷却，得到铸锭；
将所得铸锭至于马弗炉中，以10℃/min的速率升温至1000℃，保温40min后取出，与200型双辊同步轧机上进行热轧，热轧的开轧温度为1000℃，热轧的轧制道次为6次，每道次压下量为2mm，变形量为11％，总变形量为66％，每道次轧制之间于马弗炉内1000℃保温5min，得到厚度为5.5mm的含稀土耐候钢。
对实施例1～实施例5所得含稀土耐候钢进行金相光学显微观察，所得的金相光学纤维图见图1～图5，其中，图1为实施例1所得含稀土耐候钢的金相光学显微图，图2为实施例2所得含稀土耐候钢的金相光学显微图，图3为实施例3所得含稀土耐候钢的金相光学显微图，图4为实施例4所得含稀土耐候钢的金相光学显微图，图5为实施例5所得含稀土耐候钢的金相光学显微图。
由图1～图5可见，实施例1所得的含稀土耐候钢为纯铁素体组织；实施例2和实施例3所得的含稀土耐候钢为铁素体和奥氏体双相组织；实施例4和实施例5所得含稀土耐候钢为纯奥氏体组织；实施例1～5所得含稀土耐候钢的组织晶界清晰可见，说明在本发明提供的技术方案条件下得到含稀土耐候钢不存在因过烧导致晶界模糊的现象。
对比例1
耐候钢的化学成分为：
Fe-0.8Mn-0.1C-0.5Si-0.15P-0.45Cu-0.05Ti，即按质量百分含量计为Mn 0.8％，C 0.1％，Si 0.5％，P 0.15％，Cu 0.45％，Ti 0.05％，余量为Fe；
按设计耐候钢的化学成分，将97.95g工业纯铁、0.8g电解锰片、0.1g碳粒、0.5g硅颗粒、0.6g磷铁、0.45g纯铜和0.05g纯钛浸于无水乙醇中，超声波清洗后风干；
其余制备方法与实施例1一致，得到耐候钢。
对实施例1～5所得含稀土耐候钢和对比例1所得耐候钢进行力学性能测试，测试方法为：利用线切割将耐候钢板切出骨棒状的单轴拉伸试样，按照GBT228-2002对单轴拉伸试样分别进行测试，所述单轴拉伸试样的尺寸图见图6。测试过程中，每个实施例的样品至少切出3个单轴拉伸试样，确保数据的可重复性，采用室温单轴拉伸实验进行测量，测试仪器型号为Instron5982的万能材料试验机(生产商：英斯特朗，美国)，全程用引伸计监测试样的拉伸位移，拉伸速率设定为5×10-3s-1。对实施例1～5所得含稀土耐候钢和对比例1所得耐候钢的力学性能测试结果见表1。
表1实施例1～5和对比例1的力学性能测试结果
Figure BDA0003250026630000111
由表1可见，本发明提供的含稀土耐候钢的屈服强度为411.82～509.71MPa，抗拉强度为567.69～713.98MPa，延伸率为34.56～49.36％，密度为6.58～7.52g/cm3；相比对比文件1提供的耐候钢，屈服强度提升13.53～40.52％，抗拉强度提升0.87～26.87％，延伸率提升45.58～107.92％，密度下降6.35～18.06％，力学性能更为优良且更为轻量化，具有更优秀的工程应用前景。
对实施例1～5所得含稀土耐候钢和对比例1所得耐候钢进行耐腐蚀性能测试，测试方法为：将耐候钢用线切割加工出尺寸为60mm×40mm×3mm的周期浸润腐蚀试样，每种耐候钢板切出5个试样，以保证试验的可重复性；将试样使用砂纸打磨至800#，清洗后吹干其表面，然后用周期浸润腐蚀试验箱(FL-65，无锡驰和试验仪器有限公司)，按照TB/T2375-1993，在浓度为0.01mol/L的NaHSO3溶液环境中进行周期浸润腐蚀试验，周期浸润腐蚀试验的试验标准见表2，试验周期为360h(15天)，由此获得其腐蚀性能相关数据，测试结果见表3。
表2周期浸润腐蚀试验的试验标准
Figure BDA0003250026630000121
表3实施例1～5和对比例1的耐腐蚀性能测试结果
失重(mg/cm<sup>2</sup>) 与对比例1腐蚀失重下降幅度(％)
实施例1 3.09 82.10
实施例2 2.75 84.07
实施例3 2.38 86.21
实施例4 2.12 87.72
实施例5 1.98 88.53
对比例1 17.26 /
由表3可见，本发明提供的含稀土耐候钢在360h亚硫酸氢钠水溶液中失重为1.98～3.09mg/cm2，与对比例1(失重为17.26mg/cm2)相比较，本发明提供的含稀土耐候钢具有更优异的耐腐蚀性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种含稀土耐候钢，其特征在于，以质量百分含量计，由以下元素组成：
Al 4~11%、Si 0.25~1.8%、P 0.05~0.30%、Cu 0.1~0.55%、Mn 3~30%、RE 0.025~0.55%，有C 0.05~0.45%、Ti 0.01~0.125%、Nb 0.03~0.12%和V 0.03~0.12%中的一种或多种和余量的Fe；
所述RE为Ce、La和Y中的一种或多种；
所述含稀土耐候钢的组织包括铁素体和/或奥氏体；所述含稀土耐候钢的组织的宽度为20~800μm。
2.权利要求1所述含稀土耐候钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含稀土耐候钢的原料进行熔炼后冷却，得到铸锭；
将所述铸锭依次进行均匀化处理和轧制变形处理，得到所述含稀土耐候钢。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述均匀化处理的温度为925~1100℃，保温时间为15~60min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述轧制变形处理的开轧温度为925~1100℃；所述轧制变形处理的总变形量为60~75%。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述轧制的道次数为5~6次，每道次的变形量独立地为10~15%。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，热轧中两道次之间进行保温；所述保温的温度独立地为925~1100℃，时间独立地为4~6min。
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