CN115522137A - 一种耐海洋大气腐蚀钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐海洋大气腐蚀钢,其除Fe及不可避免的杂质元素外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素:C:0.02‑0.2%,Si:0.2‑0.8%,P:0.001‑0.03%,Mn:0.4‑1.5%,Cu:0.05‑0.4%,Cr:0.8‑9.0%,Mo:0.05‑0.3%,Al:0.03‑0.05%;其中所述耐海洋大气腐蚀钢不含有Ni元素。此外,本发明还公开了上述耐海洋大气腐蚀钢的制造方法,其包括步骤:(1)冶炼和铸造;(2)加热;(3)轧制,包括粗轧和精轧;(4)空冷至室温。本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢不仅具有较低的生产成本,还具有优良的耐海洋大气腐蚀性能,其可以有效应用于海岸附近的建筑、厂房结构、跨海桥梁、海洋平台等行业和领域中,具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板及其制造方法,尤其涉及一种耐腐蚀钢及其制造方法。
背景技术
近年来,随着开采技术水平的飞速提升,人类对于海洋资源的开发和利用也不断地加强,大量的钢铁产品被运用到海洋发电设备、跨海桥梁、海洋平台等大型海洋构件以及舰船上,由于海洋大气中存在着高浓度的氯离子,这些设备和设施上的钢材在服役过程中面临着十分严重的腐蚀问题。
针对这一技术问题,目前,已有众多研究人员针对钢材的耐腐蚀性能进行了大量的研究,以期获得耐海洋腐蚀性能优异的钢种。
例如:公开号为CN103194679A,公开日为2013年7月10日,名称为“一种具有优异抗海洋大气腐蚀的结构用钢板及其生产方法”的中国专利文献,公开了一种具有优异抗海洋大气腐蚀的结构用钢板生产方法,其主要成分(质量分数)包括:C:0.001-0.08%,Si:0.10-0.50%,Mn:0.50-1.60%,P≤0.080%,S≤0.025%,Ni:0.01-3.50%,Mo:0.01-0.50%,Cu:0.01-1.20%,Nb:0.001-0.060%,Ca:0.0005-0.0040%,Al:0.010-0.080%,N≤0.0080%,余量为Fe及不可避免的杂质。
又例如:公开号为CN103741056A,公开日为2014年4月23日,名称为“一种耐南海海洋环境用耐蚀钢板及其生产工艺”的中国专利文献,公开了一种耐南海海洋环境用耐蚀钢板及其生产工艺,其主要成分(质量分数)包括:C:0.03-0.10%,Si:0.1-1.0%,Mn:0.5-1.5%,P≤0.015%,S≤0.005%,Sn:0.01-0.30%,Cu:0.1-1.0%,Cr:0.1-1.0%,Ni:0.1-1.0%,Mo:0.1-0.5%,Ti:0.01-0.05%,Als:0.01-0.05%,余量为Fe和不可避免的杂质。
再例如:公开号为CN108004488A,公开日为2018年5月8日,名称为“一种耐海洋气候高韧性桥梁钢板及其生产方法”的中国专利文献,公开了一种耐海洋气候高韧性桥梁钢板及其生产方法,其主要成分(质量分数)包括:C:0.041-0.087%,Mn:1.03-2.00%,Si:0.67-1.43%,P≤0.007%,S≤0.003%,Nb:0.047-0.083%,Ti:0.010-0.027%,Mo:0.32-0.73%,Cr:0.50-1.17%,Cu:0.50-1.05%,Ni:2.51-6.70%,Ca:0.0021-0.0073%,Sb:0.08-0.31%,其余为Fe和不可避免的杂质。
结合参阅上述现有技术的专利文献可以看出,涉及到海洋大气腐蚀的现有钢材通常含有较多的Ni、Mo等合金元素,这种化学成分设计会导致钢材的制造成本较高,难以推广应用。
基于此,针对现有技术中存在的问题,本发明期望获得一种具有优良的耐海洋大气腐蚀性能,能够在海洋大气环境中应用且生产成本相对较低的耐腐蚀钢,该耐海洋大气腐蚀钢可以有效应用于海岸附近的建筑、厂房结构、跨海桥梁、海洋平台以及其他需要用到耐大气腐蚀钢的行业和领域,具有良好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种耐海洋大气腐蚀钢,本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢在控制较低制造成本的同时,还可以获得优异的耐海洋大气腐蚀能力。该耐海洋大气腐蚀钢采用了合理的化学成分设计,其在化学成分设计中不含有Ni元素,其通过添加少量的P、Cu、Cr、Mo等耐蚀合金元素,可以改善钢材表面锈层结构,使钢材表面形成致密、稳定、耐蚀性优异的锈层,进而提高钢材的耐海洋大气腐蚀性能。
本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢可以有效应用于海岸附近的建筑、厂房结构、跨海桥梁、海洋平台以及其他需要用到耐大气腐蚀钢的行业和领域,具有良好的经济效益和社会效益。
为了实现上述目的,本发明提供了一种耐海洋大气腐蚀钢,其含有Fe及不可避免的杂质元素,还含有质量百分含量如下的下述各化学元素:
C:0.02-0.2%,Si:0.2-0.8%,P:0.001-0.03%,Mn:0.4-1.5%,Cu:0.05-0.4%,Cr:0.8-9.0%,Mo:0.05-0.3%,Al:0.03-0.05%;
其中所述耐海洋大气腐蚀钢不含有Ni元素。
进一步地,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,其各化学元素质量百分含量为:
C:0.02-0.2%,Si:0.2-0.8%,P:0.001-0.03%,Mn:0.4-1.5%,Cu:0.05-0.4%,Cr:0.8-9.0%,Mo:0.05-0.3%,Al:0.03-0.05%;余量为Fe和不可避免的杂质。
在本发明所述的技术方案中,本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢在化学成分设计中不含有Ni元素,其通过添加少量的P、Cu、Cr、Mo等耐蚀合金元素,可以改善钢材表面锈层结构,使钢材表面形成致密、稳定、耐蚀性优异的锈层,进而提高钢材的耐海洋大气腐蚀性能。
本发明所述耐海洋大气腐蚀钢中各化学元素的设计原理具体如下所述:
C:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,C不仅可以融入钢基体中起到固溶强化的作用,其还可以形成细小的碳化物析出粒子起到析出强化作用,因此钢中的C元素含量不应低于0.02%。但需要注意的是,钢中C元素含量同样不易过高,当钢中C元素含量过高时,会对钢板的焊接、韧性及塑性产生不利影响。因而,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将C元素的质量百分含量控制在0.02-0.2%之间。
Si:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,Si为脱氧元素,其不形成碳化物。Si元素在钢中能够以置换的方式替代Fe原子,以阻碍位错运动,从而实现固溶强化的作用。此外,Si在钢中具有较高的固溶度,其可以增加钢中铁素体的体积分数,有效细化晶粒,有利于提高钢材的韧性。但需要注意的是,Si元素对于钢材强度的提高效果小于C元素,且Si元素还会提高冷加工时的加工硬化率,其在一定程度上会降低钢的韧性和塑性。当钢中Si元素含量过高时,会促进C的石墨化,对钢的韧性、表面质量及焊接性能产生不利影响。基于此,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将Si元素的质量百分含量控制在0.2-0.8%之间。
P:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,钢中加入适量的P元素可以起到两方面的作用,一方面,P元素能加速钢的均匀溶解,有助于在钢的表面形成均匀、致密的FeOOH锈层,从而减缓腐蚀介质进入钢基体,使钢材免遭进一步腐蚀;另一方面,P元素在溶液中可形成PO4 3-类型的离子,进而与金属阳离子结合形成微溶或难溶的金属盐在阳极活化区沉淀,从而能够抑制阳极反应。但需要注意的是,P元素是导致钢材发生冷脆的主要原因之一,加入过高含量的P必然会影响钢材的其它使用性能。因而,综合考虑P元素在钢中所起的作用,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将P元素的质量百分含量控制在0.001-0.03%之间。
Mn:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,Mn是钢中常见的强化元素,也是炼钢脱氧的必要元素。Mn元素能够促进中低温组织转变,细化钢的显微组织,并抑制网状渗碳体的形成,对钢材的韧性有利。但需要注意的是,钢中Mn元素含量不宜过高,当钢中Mn含量过高时将导致偏析,恶化基体组织并形成较大的MnS夹杂,从而恶化钢板的可焊性和焊接热影响区韧性。此外,过量的Mn会降低钢的导热系数,使冷却速度降低,有可能产生粗晶,对钢材的韧性和疲劳性能不利。因此,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将Mn元素的质量百分含量控制在0.4-1.5%之间。
Cu:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,Cu元素可以起到固溶强化的作用,钢中Cu元素含量较高时,在适当温度下回火有二次硬化效应,从而可以提高钢的强度。同时,Cu也是提高耐腐蚀性能的元素之一,Cu元素的电化学电位高于Fe元素,其能够促进钢表面形成致密、稳定的锈层。在本发明中,Cu元素与P元素进行适当配比,能够显著提高钢的耐大气腐蚀性能。但需要注意的是,钢中Cu元素含量过高时会对钢材的焊接性能产生不利影响,且在热轧时容易发生网裂。因此,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将Cu元素的质量百分含量控制在0.05-0.4%之间。
Cr:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,Cr是钢中常见的耐蚀元素,其对改善钢的钝化能力具有显著的效果。Cr可以促进钢表面形成致密的钝化膜或保护性锈层,其在锈层内的富集能有效提高锈层对腐蚀性介质的选择性透过特性。但需要注意的是,钢中添加过高含量的Cr不仅会提高钢板的制造成本,同时还会对钢的焊接性能及韧性产生不利影响。因此,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将Cr元素的质量百分含量控制在0.8-9.0%之间。
Mo:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,钢中添加适量的Mo能够改善腐蚀产物膜结构,提高钢耐点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀性能。Mo能够以碳化物和固溶的形式存在于钢中,从而可以提高钢的淬透性,抑制多边形铁素体和珠光体的形成,并促进马氏体组织的形成,其具有相变强化和位错强化作用。此外,Mo元素还可以提高钢的回火稳定性,其能够减缓回火软化现象,并抑制高温回火脆性。在低合金高强钢中,钢的强度会随Mo含量的增加而显著提高。相应地,当钢中Mo元素与Cr元素和Mn元素并存时,会降低其它元素导致的回火脆性,从而改善钢板的低温冲击韧性。但需要注意的是,钢中不宜添加过多的Mo,当钢中Mo元素含量过高时,不仅会对钢材的焊接性能产生不利,还会大大提高生产成本。因此,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将Mo元素的质量百分含量控制在0.05-0.3%之间。
Al:在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,Al是铁素体形成元素,其通常在炼钢过程中作为脱氧剂添加进钢中。微量的Al在炼钢时可以形成细小的AlN析出,并在随后的冷却过程中有细化奥氏体晶粒的作用,以改善钢材的强韧性能。此外,钢中的Al元素也可以作为N的固定剂使用。因此,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,将Al元素的质量百分含量控制在0.03-0.05%之间。
进一步地,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,C、Cu、Cr、Mo满足以下关系式:2≤Cr+5×Cu+10×Mo-2×C×Cr-10×C×Mo≤10,式中Mo、Cu、Cr和C均分别表示各对应元素的质量百分含量百分号前的数值。
需要说明的是,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,添加Mo、Cu、Cr等元素可以提高钢铁自腐蚀电位,降低了钢板溶解速度。另一方面,这些元素能够以结构稳定、难溶的化合物(CuSO4、Cr2O3、FexCr2O4等)形式在腐蚀产物中富集,增强了钢板耐蚀性能。钢中添加Mo元素后,随着钢铁在酸中溶解会形成钼酸盐,吸附在钢铁表面,随后进一步形成难溶的MoO3,增强钢铁耐酸性能。相应地,钢中添加Cr元素后,可促进钢表面形成致密的钝化膜或保护性锈层,其在锈层内的富集能够有效提高锈层对腐蚀性介质的选择性透过特性,进而提高钢材的耐海洋大气腐蚀性能。
综上所述可以看出,在本发明中,在控制单一化学元素质量百分含量的同时,还可以优选地控制C、Cu、Cr、Mo满足:2≤Cr+5×Cu+10×Mo-2×C×Cr-10×C×Mo≤10,式中Mo、Cu、Cr和C均分别表示各对应元素的质量百分含量百分号前的数值。通过这添加适量的C、Cu、Cr、Mo等耐蚀合金元素,进而发挥其协同作用,以减少钢中夹杂物和有害相的析出,从而提高钢的自腐蚀电位,促使钢板快速形成较为致密、稳定的难溶化合物(CuSO4、Cr2O3、FexCr2O4、FexNi2O4等)+MoO3腐蚀产物膜,最终实现钢板耐海洋大气腐蚀性能的提高。
进一步地,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,其表面具有腐蚀产物膜,所述腐蚀产物膜中含有难溶化合物CuSO4、Cr2O3、FexCr2O4、FexNi2O4、MoO3。
进一步地,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,其屈服强度≥550MPa,抗拉强度≥800MPa,-40℃下的冲击功≥60J。
进一步地,在本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢中,其在含盐海洋大气环境下的腐蚀速率≤0.1mm/a。
相应地,本发明的另一目的在于提供一种耐海洋大气腐蚀钢的制造方法,其生产效率较高且生产成本低。采用该制造方法所获得的耐海洋大气腐蚀钢具有优良的耐海洋大气腐蚀性能,其在含盐海洋大气环境下的腐蚀速率≤0.1mm/a,具有良好的推广前景和应用价值。
为了实现上述目的,本发明提出了上述的耐海洋大气腐蚀钢的制造方法,其包括步骤:
(1)冶炼和铸造;
(2)加热;
(3)轧制,包括粗轧和精轧;
(4)空冷至室温。
在本发明上述技术方案中,本发明对轧制工艺参数进行了优化设置,其采用了控轧控冷(TMCP)生产工艺进行生产,轧后所得钢板不需要进行热处理,可以热轧状态供货,能够有效保证供货周期,降低生产成本,具有良好的经济效益和社会效益。
进一步地,在本发明所述的制造方法中,在步骤(2)中,控制板坯加热温度为1200~1300℃。
在上述技术方案中,在本发明所述的制造方法中,综合考虑合金元素在铸坯中的固溶,可以在步骤(2)中控制板坯加热温度在1200~1300℃之间进行加热。
进一步地,在本发明所述的制造方法中,在步骤(3)中,控制粗轧温度为950-1000℃;精轧结束温度为800-880℃,变形比≥5;将精轧后的钢板水冷至550-680℃进行卷取。
进一步地,在本发明所述的制造方法中,在步骤(3)中,控制粗轧阶段累计变形量≥80%。
在上述技术方案中,本发明所述制造方法的步骤(3)中,为保证再结晶细化晶粒效果,使制得的耐海洋大气腐蚀钢的性能更优,可以控制粗轧阶段累计变形量≥80%,控制粗轧温度为950-1000℃;精轧结束温度为800-880℃,变形比≥5;将精轧后的钢板水冷至550-680℃进行卷取,之后再冷却至室温。
本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢及其制造方法相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果:
相较于现有技术,本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢通过合理的化学成分设计,可以有效降低生产成本,其在化学成分设计中不含有Ni元素,其添加少量的P、Cu、Cr、Mo等耐蚀合金元素,可以有效改善钢材表面锈层结构,进而使钢材表面形成致密、稳定、耐蚀性优异的锈层,从而提高钢材的耐海洋大气腐蚀性能。
本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢在含盐海洋大气环境下的腐蚀速率≤0.1mm/a,其耐腐蚀速率相当优异。该耐海洋大气腐蚀钢在无外观要求的情况下可实现无涂装使用,能够有效降低使用和维修成本,其可以有效应用于海岸附近的建筑、厂房结构、跨海桥梁、海洋平台以及其他需要用到耐大气腐蚀钢的行业和领域,能够有效实现无涂装使用,从而大大降低使用和维护成本。
相应地,本发明所述耐海洋大气腐蚀钢的制造方法对轧制工艺进行了优化设置,其采用了控轧控冷(TMCP)生产工艺进行生产,其轧后所得钢板不需要进行热处理,可以在热轧状态供货,能够有效保证供货周期,降低生产成本,具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢及其制造方法做进一步的解释和说明,然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
实施例1-6和对比例1-2
本发明所述实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢和对比例1-2的对比钢板均采用以下步骤制得:
(1)按照表1-1和表1-2所示的化学成分进行冶炼和铸造:冶炼过程在试验室500kg真空感应炉上进行。
(2)加热:控制板坯加热温度为1200~1300℃。
(3)轧制,包括粗轧和精轧:控制粗轧阶段累计变形量≥80%,控制粗轧温度为950-1000℃;精轧结束温度为800-880℃,变形比≥5;将精轧后的钢板水冷至550-680℃进行卷取。
(4)空冷至室温。
需要说明的是,本发明所述实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢的化学元素成分和相关工艺设计均满足符合本发明设计规范要求。而对比例1-2对比钢板的化学元素成分设计中存在不满足本发明设计要求的参数。
表1-1和表1-2列出了实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢和对比例1-2的对比钢板的各化学元素的质量百分配比。
表1-1.(wt%,余量为Fe和其他不可避免的杂质)
表1-2.
编号 | Cr+5×Cu+10×Mo-2×C×Cr-10×C×Mo |
实施例1 | 0.85+5*0.25+10*0.05-2*0.04*0.85-10*0.04*0.05=2.512 |
实施例2 | 3.8+5*0.35+10*0.15-2*0.04*3.8-10*0.04*0.15=6.686 |
实施例3 | 5.94+5*0.17+10*0.23-2*0.08*5.94-10*0.08*0.23=7.956 |
实施例4 | 7.05+5*0.05+10*0.27-2*0.14*7.05-10*0.14*0.27=7.648 |
实施例5 | 8.03+5*0.2+10*0.13-2*0.14*8.03-10*0.14*0.13=7.900 |
实施例6 | 8.96+5*0.35+10*0.25-2*0.18*8.96-10*0.18*0.25=9.534 |
对比例1 | 0+5*0+10*0-2*0.17*0-10*0.17*0=0 |
对比例2 | 0.5+5*0.27+10*0-2*0.08*0.5-10*0.08*0=1.77 |
注:上表中,2≤Cr+5×Cu+10×Mo-2×C×Cr-10×C×Mo≤10的式子中的Mo、Cu、Cr和C均分别表示各对应元素的质量百分含量百分号前的数值。
表2列出了实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢和对比例1-2的对比钢板的具体工艺参数。
表2.
将得到的成品实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢和对比例1-2对比钢板分别取样,并进行各项性能测试,将所得的测试结果列于表3中。相关性能测试方法如下所述:
强度性能测试:参考《GB/T 2975》、《GB/T 228》进行拉伸试验,以得到各实施例的耐海洋大气腐蚀钢和对比例的对比钢板的屈服强度和抗拉强度。
低温冲击功测试:检测标准参考《GB/T 229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法》,检测设备SCL 186750J仪器化冲击试验机。检测条件:25℃、55%RH,打击能量750J、缺口类型为V型。
耐腐蚀性能测试:对实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢和对比例1-2的对比钢分缺口别取样,并进行均匀腐蚀全浸试验。各实施例和对比例的钢均分别在0.5%和1%(wt.%)NaCl溶液两种类别的模拟腐蚀剂中进行模拟实验。控制试验温度为45℃,将各实施例和对比例钢材的试样浸泡在上述0.5%和1%(wt.%)NaCl溶液中分别进行周浸试验72h,采用失重法分别计算得到相应试样在对应模拟腐蚀剂中的腐蚀速率。
表3列出了实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢和对比例1-2的对比钢板的性能测试结果。
表3.
需要说明的是,本发明中提到的“含盐海洋大气环境”是指离海岸线200米以上的海洋大气环境。上述耐腐蚀性能测试中提到的0.5%、1%NaCl模拟溶液以及周浸试验方法为模拟含盐海洋大气腐蚀试验方法,根据发明人的前期研究,1.5%NaCl与1%NaCl溶液周浸试验结果比较接近。根据已有的研究报道:在近海岸(离海岸线200米以内)大气环境,钢材不宜裸用;离海岸线越近,腐蚀速率越大;离海岸线越远,腐蚀速率越小;一般情况下,普通结构钢在离海岸线200米左右的含盐海洋大气环境中腐蚀速率大于0.1mm/a。
由表3可知,相较于对比例1-2的对比钢板,本发明所述的实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢的耐腐蚀性能明显更优。
实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢在室温下的屈服强度均≥554MPa,抗拉强度均≥809MPa,在-40℃下的冲击功均≥61J,并且其在含盐海洋大气环境下的腐蚀速率≤0.1mm/a。
此外,对实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢取样并进行观察分析可知,本发明所述实施例1-6的耐海洋大气腐蚀钢的表面具有腐蚀产物膜。提取该腐蚀产物膜,进行化学成分分析发现,所述腐蚀产物膜中含有难溶化合物CuSO4、Cr2O3、FexCr2O4、FexNi2O4、MoO3。
综上所述可以看出,相较于现有技术,本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢通过合理的化学成分设计,可以有效降低生产成本,其在化学成分设计中通过添加少量的P、Cu、Cr、Mo等耐蚀合金元素,可以有效改善钢材表面锈层结构,进而使钢材表面形成致密、稳定、耐蚀性优异的锈层,从而提高钢材的耐海洋大气腐蚀性能。
本发明所述的耐海洋大气腐蚀钢在含盐海洋大气环境下的腐蚀速率≤0.1mm/a,其耐腐蚀速率相当优异。该耐海洋大气腐蚀钢在无外观要求的情况下可实现无涂装使用,能够有效降低使用和维修成本,其可以有效应用于海岸附近的建筑、厂房结构、跨海桥梁、海洋平台以及其他需要用到耐大气腐蚀钢的行业和领域,能够有效实现无涂装使用,从而大大降低使用和维护成本。
相应地,本发明所述耐海洋大气腐蚀钢的制造方法对轧制工艺进行了优化设置,其采用了控轧控冷(TMCP)生产工艺进行生产,其轧后所得钢板不需要进行热处理,可以在热轧状态供货,能够有效保证供货周期,降低生产成本,具有良好的经济效益和社会效益。
需要说明的是,本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式,本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合,除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是,以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例,随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的,均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐海洋大气腐蚀钢,其含有Fe及不可避免的杂质元素,其特征在于,还含有质量百分含量如下的下述各化学元素:
C:0.02-0.2%,Si:0.2-0.8%,P:0.001-0.03%,Mn:0.4-1.5%,Cu:0.05-0.4%,Cr:0.8-9.0%,Mo:0.05-0.3%,Al:0.03-0.05%;
其中所述耐海洋大气腐蚀钢不含有Ni元素。
2.如权利要求1所述的耐海洋大气腐蚀钢,其特征在于,其各化学元素质量百分含量为:
C:0.02-0.2%,Si:0.2-0.8%,P:0.001-0.03%,Mn:0.4-1.5%,Cu:0.05-0.4%,Cr:0.8-9.0%,Mo:0.05-0.3%,Al:0.03-0.05%;余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的耐海洋大气腐蚀钢,其特征在于,C、Cu、Cr、Mo满足以下关系式:2≤Cr+5×Cu+10×Mo-2×C×Cr-10×C×Mo≤10,式中Mo、Cu、Cr和C均分别表示各对应元素的质量百分含量百分号前的数值。
4.如权利要求1或2所述的耐海洋大气腐蚀钢,其特征在于,其表面具有腐蚀产物膜,所述腐蚀产物膜中含有难溶化合物CuSO4、Cr2O3、FexCr2O4、FexNi2O4、MoO3。
5.如权利要求1或2所述的耐海洋大气腐蚀钢,其特征在于,其屈服强度≥550MPa,抗拉强度≥800MPa,-40℃下的冲击功≥60J。
6.如权利要求1或2所述的耐海洋大气腐蚀钢,其特征在于,其在含盐海洋大气环境下的腐蚀速率≤0.1mm/a。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的耐海洋大气腐蚀钢的制造方法,其特征在于,其包括步骤:
(1)冶炼和铸造;
(2)加热;
(3)轧制,包括粗轧和精轧;
(4)空冷至室温。
8.如权利要求7所述的制造方法,其特征在于,在步骤(2)中,控制板坯加热温度为1200~1300℃。
9.如权利要求7所述的制造方法,其特征在于,在步骤(3)中,控制粗轧温度为950-1000℃;精轧结束温度为800-880℃,变形比≥5;将精轧后的钢板水冷至550-680℃进行卷取。
10.如权利要求9所述的制造方法,其特征在于,在步骤(3)中,控制粗轧阶段累计变形量≥80%。
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