CN1153843C - 具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板。该钢板中不仅加入了Cu而且加入了适量的Co,在低温-低硫酸浓度的情况下,腐蚀速度可大幅降低,从而得到这种具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板。所述具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板包括(以重量%计):0.15%或更少的C、1.0%或更少的Si、0.2~1.5%的Mn、0.03%或更少的S、0.03%或更少的P、0.01~0.1%的Al、0.2~1.0%的Cu、0.02~0.2%的Co及以及余量的铁和其它不可避免的杂质。
Description
发明领域
本发明涉及具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板。更具体地,本发明涉及具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板,该钢板用作接触硫酸部件的材料,如热电厂的预热器、锅炉部件及类似部件。
发明背景
通常,在耐硫酸腐蚀钢材中加入大量的Cu,以降低在硫酸环境下耐硫酸腐蚀钢材的腐蚀程度。与其它的添加剂相比,尽管Cu在降低硫酸腐蚀程度方面很优异,但如果添加太多,将会在热轧过程中产生裂缝及类似问题。
日本特许公开公报No Hei-9-25536中公开了一种旨在解决上述问题的防酸腐蚀的钢材。该钢材包括(以重量%计):0.01~0.15%的C、0.1~0.5%的Si、0.1~0.5%的Mn、0.03%或更少的P、0.01%或更少的S、0.2~1.0%的Cu、0.5%或更少的Ni、2.0%或更少的Cr、0.1%或更少的Al、0.01~1.0%的Sn和/或Sb、0.005%或更少的B、0.2%或更少的V、Nb:0.2%或更少的Nb以及0.02%或更少的Ti。
日本特许公开公报No Hei-10-110237中公开的另一实例包括(以重量%计):0.01~0.15%的C、0.1~0.5%的Si、0.1~0.5%的Mn、0.03%或更少的P、0.005%或更少的S、0.2~1.0%的Cu、0.5%或更少的Ni、2.0%或更少的Cr、0.1%或更少的Al、0.2%或更少的V、0.2%或更少的Nb、0.2%或更少的Ti、从0.01~1.0%的Sn和/或Sb、0.001~0.01%的B及0.01~0.5%的Mo中选择的一种、以及余量的铁和其它不可避免的杂质。
在上述发明中,加入了适量的Cu,且加入了作为钢材组分的其它元素。以期获得优异防酸腐蚀性能的钢材,但该钢材存在的问题是在低温和低酸浓度的情况下,其腐蚀速度仍然很高。
发明简要
为解决上述问题,发明人进行了研究并经反复试验得到了本发明。
本发明的目的是提供具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板,其中不仅加入了Cu而且加入了适量的Co,通过提供这种具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板,以期在低温—低硫酸浓度的情况下,使腐蚀速度大幅度降低。
为实现上述目的,本发明具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板包括(以重量%计):0.15%或更少的C、1.0%或更少的Si、0.2~1.5%的Mn、0.03%或更少的S、0.03%或更少的P、0.01~0.1%的Al、0.2~1.0%的Cu、0.02~0.2%的Co及以及余量的铁和其它不可避免的杂质。
优选实施方式的详细描述
现在详细描述本发明。
本发明具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板包括(以重量%计):0.15%或更少的C、1.0%或更少的Si、0.2~1.5%的Mn、0.03%或更少的S、0.03%或更少的P、0.01~0.1%的Al、0.2~1.0%的Cu、0.02~0.2%的Co以及余量的铁和其它不可避免的杂质。
如果C的含量超过0.15%,钢材的可焊接性严重降低,而且容易产生缺陷。因此,优选的C含量应限制于0.15%或更少。
元素Si的加入主要是提高钢材的强度,但如果含量超过1.0%,在低温—低硫酸浓度的情况下,钢材耐腐蚀能将急剧变差。因此,优选的Si含量应限制于1.0%或更少。
元素Mn通常用来防止以硫化锰形式沉淀的固态溶质硫引起的热脆性。本发明中加入的Mn不仅防止热脆性,而且可提高钢强度。
本发明中Mn含量优选限制于0.2~1.5%。理由如下,如果Mn含量超过1.5%,不仅强度提高的效果会减少,而且其耐硫酸腐蚀性能将略微地变差。再者,如果Mn含量小于0.2%,则容易发生热脆性。
本发明中S含量尽可能的低。如果S含量超过0.03%,钢材由于热轧脆性而容易产生缺陷,因此上限优选设定为0.03%。
本发明中P含量同样尽可能的低。如果P含量超过0.03%,其耐腐蚀性能将急剧变差,因此上限优选设为0.03%。
元素Al作为脱氧剂加入。如果其含量小于0.01%,则脱氧效果非常差,但如果其含量超过0.1%,由于Al氧化物的增加而容易产生表面缺陷。因此Al含量优选限定于0.01~0.1%。
元素Cu的加入用来改善耐硫酸腐蚀性能。但如果其含量低于0.2%,则其耐腐蚀效果将大幅降低。然而如果其含量超过1.0%,与其增加的含量相比,其增加的效果可忽略。因此Cu含量应优选限定于0.2~1.0%。
Co的加入是本发明的特色,Co的加入极大地改善了低温—低硫酸浓度情况下的耐腐蚀性能。
本发明中Co含量应优选限制于0.02~0.2%,理由如下。如果Co含量小于0.02%,其增加的效果可忽略,然而如其含量超过0.2%,根据加入的量看,没有达到加入量增加所预期增加的耐腐蚀效果。
如果考虑经济效益,Co含量应优选限制于0.02~0.15%。
另外,本发明的Cu和Co的含量应分别调整,同时应适当调整Cu/Co的原子比,以保证优异的耐腐蚀性能。Cu/Co的原子比优选应限定于2.0或更高。如果上述比例低于2.0,则钢材中Cu的脱出量减少,结果耐腐蚀能变差。
同时,所述钢材包括热轧和冷轧钢,通过保持钢的温度高于再结晶温度10秒钟或更长时间,进行连续退火或间歇退火,由此得到具有优异耐腐蚀性能的冷轧钢板。
现在根据实施例描述本发明。
<实施例>
制造了含有如下(表1)组成的钢锭。
所有的钢锭在1250℃的温度下保持1小时,接着进行热轧。在这种情况下,热精轧开始温度为1100℃,卷绕温度为650℃,成品钢板厚度为4.5毫米。
随后进行热轧试验钢板的酸洗,以除去表面的氧化膜,接着进行73%的冷轧直到成品厚度为1.2毫米。然后进行除油污和连续退火。在所述的退火操作中,在温度830℃下连续退火30秒钟。
对于已退火的钢板,用下面的方法测定了在低温—低浓度情况下硫酸的耐腐蚀性能。方法是在50%的硫酸溶液中,70℃下将试验钢板浸泡1小时,然后测量腐蚀损失,测定结果见下面的表1。
表1
类别n | 化学组成(重量%) | Cu/Co原子比 | 腐蚀损失(mg/cm3·hr) | |||||||
C | Si | Mn | P | S | Al | Cu | Co | |||
本发明例1 | 0.08 | 0.1 | 0.5 | 0.01 | 0.02 | 0.04 | 0.35 | 0.06 | 5.41 | 5.3 |
本发明例2 | 0.084 | 0.1 | 0.8 | 0.009 | 0.023 | 0.05 | 0.25 | 0.1 | 2.32 | 5.9 |
本发明例3 | 0.078 | 0.08 | 1.0 | 0.015 | 0.03 | 0.045 | 0.38 | 0.08 | 4.4 | 5.4 |
本发明例4 | 0.081 | 0.09 | 0.3 | 0.012 | 0.018 | 0.035 | 0.40 | 0.15 | 2.47 | 4.9 |
本发明例5 | 0.080 | 0.2 | 0.8 | 0.020 | 0.018 | 0.035 | 0.28 | 0.15 | 1.73 | 10.8 |
本发明例6 | 0.075 | 0.14 | 0.82 | 0.018 | 0.015 | 0.032 | 0.22 | 0.18 | 1.13 | 12.5 |
本发明例7 | 0.083 | 0.18 | 1.2 | 0.012 | 0.021 | 0.042 | 0.30 | 0.18 | 1.54 | 8.8 |
对比例1 | 0.080 | 0.1 | 0.5 | 0.010 | 0.012 | 0.04 | 0.15 | 0 | - | 58.6 |
对比例2 | 0.085 | 0.12 | 0.8 | 0.082 | 0.01 | 0.038 | 0.35 | 0.08 | 4.06 | 62.5 |
对比例3 | 0.081 | 0.5 | 1.5 | 0.025 | 0.015 | 0.042 | 0.25 | 0 | - | 35.2 |
对比例4 | 0.079 | 0.15 | 1.0 | 0.02 | 0.02 | 0.04 | 0.20 | 0 | - | 24.5 |
对比例5 | 0.075 | 0.15 | 0.92 | 0.025 | 0.016 | 0.035 | 0.26 | 0.004 | 60.25 | 23.5 |
如表1所示,在所有本发明实施例的钢板(1~7)的情况下,都不仅加入Cu而且加入了适量的Co,表现出较低的腐蚀损失,由此可提供优异的耐硫酸腐蚀性能。特别是,在本发明钢板实施例(1~4)中不仅Cu和Co的含量适当,而且也要调整Cu/Co的原子比为2或更高,因此在这些实施例中显示了低达6.0mg/cm3·hr的腐蚀损失。
另外,在对比例(1~5)中,其中的化学组成偏离了本发明的范围,相对于本发明的钢板,其显示了非常高的腐蚀损失(见表1)。
根据本发明的描述,由本发明方法制造的钢板抗硫酸腐蚀性能得以大幅度提高,因此在热电厂的预热器(在其中发生露点腐蚀)、锅炉管道及类似设备部件中钢材的使用寿命得以大幅度的提高。
Claims (1)
1.具有优良耐硫酸腐蚀性能的冷轧钢板,其包括(以重量%计):0.15%或更少的C、1.0%或更少的Si、0.2~1.5%的Mn、0.03%或更少的S、0.03%或更少的P、0.01~0.1%的Al、0.2~1.0%的Cu、0.02~0.2%的Co以及余量的铁和其它不可避免的杂质,其中调整PCu/Co的原子比为2.0或更高。
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