CN115821152A - 一种屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.01‑0.06％，Si：0.1‑0.3％，Mn：0.2‑0.5％，Al：0.02‑0.05％，Cu：0.3‑0.5％，Ti：0.01‑0.05％，Nb：0.01‑0.05％，Ni：0.1‑0.7％，Cr：3.0‑5.5％，Ca：0.0015‑0.0025％，V：0.01‑0.03％，Re：0.01‑0.03％，0＜P≤0.025％。相应地，本发明还公开了上述屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼；(2)采用CSP产线连铸成坯；(3)板坯热装热送：控制装炉温度为815‑1105℃，控制铸坯出炉温度为1240‑1300℃；(4)控温轧制：控制终轧温度为860‑900℃；(5)卷取；(6)酸洗和精整。

Description

一种屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种钢材及其制造方法，尤其涉及一种高耐蚀耐候钢及其制造方法。

背景技术

目前，高强度的耐候钢主要应用于铁路车辆制造等领域，随着我国铁路、集装箱行业的快速发展，铁路车辆侧墙、蒙皮、结构件也逐步向着薄规格、高强度、高耐蚀性方向发展。但是，就薄规格产品的轧制能力、板形控制水平等方面而言，传统热连轧生产线仍然存在着一定的限制，常规热轧生产线并不能生产出高板形、薄规格和高成形性的耐候钢板。

由此，部分研究人员尝试采用CSP(紧凑式热带生产技术，Compact StripProduction)产线以替换常规热轧生产线。

CSP属于铸坯热态直接轧制，其减少了传统热轧工艺中的铸坯冷却和二次加热过程，避免了因铜在晶界富集导致的龟裂、麻面、边裂等产品表面缺陷。CSP工艺的结晶器和二冷具有很高的冷却速率，其二次枝晶间距更短，可以减少粗大的直径，从而得到形状规则、晶粒尺寸较细小的原始铸态组织；同时由于冷却强度大及液态轻压下的作用，铸坯的微观偏析也得到很大改善，其分布更均匀，铸坯薄且冷却速度快，可以有效细化晶粒，降低元素的偏析程度，提高等轴晶率。因此，采用CSP工艺制得的产品的性能更加均匀、稳定。

公开号为CN111850396B，公开日为2021年8月27日，名称为“一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢及用CSP线生产方法”的中国专利文献，公开了一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢及用CSP线生产方法，其化学成分为：C：0.051-0.068％，Si：0.61-0.85％，Mn：0.81-1.02％，P：0.08-0.15％，S：≤0.005％，Al：0.015-0.055％，Cu：0.46-0.61％，Cr：0.61-0.72％，Ti：0.026-0.061％，N：≤0.006％。该技术方案采用CSP生产方法进行生产，提升钢材的延伸率，生产所得的屈服强度在330-400MPa，抗拉强度＞400MPa。

公开号为CN104131238A，公开日为2014年11月5日，名称为“高成型高耐候极薄规格热轧钢板及其CSP生产工艺”的中国专利文献，公开了一种高成型高耐候极薄规格热轧钢板及其CSP生产工艺，其化学成分为：C：0.035-0.065％，Si：0.15-0.3％，Mn：1.3-1.6％，P：0-0.018％，S：≤0.005％，Als：0.025-0.045％，Cu：0.12-0.2％，Cr：0.2-0.6％，Ti：0.1-0.13％，Mo：0.1-0.2，Ni：0.1-0.2％，N：≤0.006％。该技术方案采用CSP生产方法进行生产，生产所得的钢板的屈服强度在700-750MPa，抗拉强度＞800MPa。

公开号为CN110878405A，公开日为2020年3月13日，名称为“一种700Mpa级高强耐候钢带及其CSP工艺生产方法”的中国专利文献，公开了一种700Mpa级高强耐候钢带及其CSP工艺生产方法，其化学成分为：C：0.040-0.065％，Si：0.25-0.45％，Mn：0.42-0.60％，P：0.07-0.12％，S：≤0.008％，Als：0.015-0.040％，Cu：0.25-0.40％，Cr：0.3-0.6％，Ti：0.03-0.05％，Mo：0.25-0.45，Ni：0.1-0.2％。该技术方案采用CSP生产方法进行生产，生产所得的钢带的屈服强度在500MPa左右，抗拉强度＞700MPa。

上述现有专利技术中公开的内容在化学元素成分上，均属于传统的低Cr系Cu-Cr-Ni或Cu-P-Cr-Ni耐候钢系列，其Cr含量不超过0.8％，通过添加大量的Mn元素来提高材料的强度，主要用于对耐蚀性能要求不高的集装箱等行业，采用这种化学成分设计得到的钢材所对应的耐蚀性能难以满足铁路客车车体耐蚀性能的相关要求。

此外，近年来铁路部门对采用现有低合金耐候钢制造的客/货车腐蚀状况也开展全面调查，结果表明，现有普通耐候钢的耐腐蚀性能实际上并不能满足设计使用寿命25年的技术需求。

由此，为了提高铁道车辆的设计使用寿命，延长维修周期，克服现有耐候钢存在的缺点，发明人针对化学元素成分配比进行了优化设计，并配合采用CSP(紧凑式热带生产技术，Compact Strip Production)，以期望获得一种新的高耐蚀耐候钢及其制造方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，该屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢通过合理的化学成分设计以及优化的制造工艺，可以获得较高的强度和优良的耐腐蚀性能，其材料性能稳定、板形良好、成产成本较低且表面质量较高，可以用于制备对耐腐蚀性能要求高的车体结构件、侧墙、地板、蒙皮等部件，具有良好的推广前景和应用价值。

该屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢不仅具有较高的强度，而且还具有优良的成形性和耐蚀性能，其屈服强度≥350MPa，抗拉强度为490-690MPa，断后伸长率≥26％，相对腐蚀率≤30％，厚度≤2.5mm，其耐蚀性相对于常规耐候钢提高1倍以上，产品竞争力较强，可以广泛应用于铁路客车车体等需要高耐蚀性材料的场所，带来巨大的经济效益。

为了实现上述目的，本发明提出了一种屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

C：0.01-0.06％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.2-0.5％，Al：0.02-0.05％，Cu：0.3-0.5％，Ti：0.01-0.05％，Nb：0.01-0.05％，Ni：0.1-0.7％，Cr：3.0-5.5％，Ca：0.0015-0.0025％，V：0.01-0.03％，Re：0.01-0.03％，0＜P≤0.025％。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，所述基板的各化学元素质量百分含量为：

C：0.01-0.06％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.2-0.5％，Al：0.02-0.05％，Cu：0.3-0.5％，Ti：0.01-0.05％，Nb：0.01-0.05％，Ni：0.1-0.7％，Cr：3.0-5.5％，Ca：0.0015-0.0025％，V：0.01-0.03％，Re：0.01-0.03％，0＜P≤0.025％；余量为Fe和不可避免的杂质。

在本发明的上述技术方案中，本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢采用了合理的化学成分设计，其采用了低C、高Cr的成分设计，复合添加了Ti、Nb、Al和V等元素，并添加微量稀土元素，以细化晶粒，消除成分偏析，从而在确保高强度的同时有效提高材料的韧性及耐蚀性。

在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，各化学元素的设计原理如下所述：

C：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，C元素是提高钢材力学性能最经济有效的元素之一，固溶于钢中的C元素不仅可以提高钢材的强度，其还有余力与Nb、Ti元素结合形成碳化铌/钛，从而发挥细晶和析出强化的作用。但需要注意的是，钢中不宜添加过多的C，当钢中C元素含量过高时，会恶化钢材的焊接性能。同时对CSP产线而言，C元素含量在0.07～0.17％范围属于包晶钢，而CSP产线连铸漏斗型结晶器，在浇铸包晶钢时因包晶反应导致漏钢和裂纹风险大大增加，为此CSP产线对应钢种的碳含量必须要避开包晶钢范围。基于此，考虑到C元素含量对于钢材性能的影响，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将C元素的质量百分含量控制在0.01-0.06％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，C元素的质量百分含量可以优选地控制在0.02-0.05％之间。

Si：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Si元素在钢中具有较高的固溶度，其可以有效细化晶粒，有利于提高材料的韧性。但需要注意的是，钢中Si元素含量同样不宜过高，当钢中Si元素含量过高时，会导致钢材的焊接性能下降。基于此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Si元素的质量百分含量控制在0.1-0.3％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，Si元素的质量百分含量可以优选地控制在0.15-0.25％之间。

Mn：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Mn元素具有较强的固溶强化作用，其能够有效细化晶粒，是重要的强韧性元素。需要注意的是，钢中Mn元素含量不宜过高，钢中Mn元素含量提升会使钢材的淬透性增大，会导致钢材的焊接性能和焊接热影响区韧性恶化。在本发明中，采用的是CSP产线生产铸坯，其铸坯薄且冷却速度，此时Mn元素可以在此工艺过程中有效细化晶粒，并能够在合金含量处于较低水平下确保钢材的强度，降低合金成本。因此，为了保证钢的性能和质量，同时保证成本较低，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Mn元素的质量百分含量控制在0.2-0.5％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，Mn元素的质量百分含量可以优选地控制在0.2-0.4％之间。

Al：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Al元素是强脱氧元素，钢中添加适量的Al有利于细化晶粒，从而改善材料的强韧性。基于此，考虑到Al元素的有益效果，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Al元素的质量百分含量控制在0.02-0.05％之间。

Cu：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Cu元素能够降低钢材的腐蚀速度，提高钢材的耐蚀性能，且Cu元素与Cr元素具有协同作用，可以有效提高钢材的耐大气腐蚀性能。但需要注意的是，钢中Cu元素含量不宜过高，钢中Cu元素含量过高会导致钢的热脆。因此，综合考虑Cu元素的有益效果和不利影响，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Cu元素的质量百分含量控制在0.3-0.5％之间。

Ti：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Ti是强碳氮化物形成元素，钢中添加少量的Ti元素即可以在板坯加热过程中起到抑制晶粒粗大的作用。因此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Ti元素的质量百分含量控制在0.01-0.05％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，Ti元素的质量百分含量可以优选地控制在0.02-0.04％之间。

Nb：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Nb元素能够起到细化晶粒的作用，钢中的Nb元素可以通过析出强化提高钢的强度和低温韧性，同时还能有效改善钢的焊接性能。因此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Nb元素的质量百分含量控制在0.01-0.05％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，Nb元素的质量百分含量可以优选地控制在0.02-0.04％之间。

Ni：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Ni元素不仅可以有效提高钢的耐大气腐蚀性能，改善钢材的低温韧性，其还能有效阻止Cu的热脆引起的网状裂纹。因此，为了保证Ni元素的效果，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Ni元素的质量百分含量控制在0.1-0.7％之间。

Cr：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Cr元素对改善钢的钝化能力具有显著的效果，其可以促进钢表面形成致密的钝化膜或锈层。相应地，Cr元素在锈层内的富集能有效提高锈层对腐蚀介质的选择性透过特性。因此，为了保证Cr元素的有益效果，在在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Cr元素的质量百分含量控制在3.0-5.5％之间。

当然，在一些优选的实施方式中，为了得到更好的实施效果，Cr元素的质量百分含量可以优选地控制在3.5-4.5％之间。

Ca：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，Ca可以作为炼钢脱氧剂，钢中添加适量的Ca元素有利于调整和控制易氧化元素和微量元素的含量，其不仅可以缩短冶炼时间，精确控制成分，其还能够纯洁钢液，改变夹杂物性质和形态。钢水在冶炼和精炼过程中会生成大量氧化物或脱氧产物，如不去除这些氧化物，则会对钢材的内在质量产生致命影响，因此可以向钢液中喂入钙线，利用Ca的强还原性，与脱氧产物作用，可以还原钢中金属氧化物，生成Ca的氧化物，或与其它氧化物形成容易在钢中易上浮的低熔点复合化合物，即Ca的氧化物变性，进而可以减少钢中氧化物，净化钢液，提高钢的纯洁度和耐蚀性能，改善钢的力学性能和切削性能。基于此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Ca元素的质量百分含量控制在0.0015-0.0025％之间。

V：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，V是最适合产生稳定而强烈的沉淀强化元素，V的碳化物溶解度大，其导致了较低的固溶温度和高温下较大的溶解能力。此外，V(C、N)可以在奥氏体晶界应变诱导析出，其能够阻止奥氏体晶粒的长大，细化相变之后的组织，在奥氏体晶界上析出的V(C、N)粒子也能为铁素体提供更为丰富的形核位置，在奥氏体向铁素体转变时得到更加细小的铁素体晶粒；另外，在Nb、V、Ti三种微合金元素复合使用时，V元素主要是通过在铁素体中以VC、VN析出强化来提高钢的强度。基于此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将V元素的质量百分含量控制在0.01-0.03％之间。

Re：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，稀土元素不但能够提高耐候钢的力学性能，而且能够改善耐蚀性能。稀土元素提高力学性能主要表现为夹杂物变质，其可改变夹杂物的形态，使碳化物、硫化物等球化、细化及均匀分布，提高钢的韧性及塑性，改善钢的各向异性。此外，稀土元素还具有很强的脱氧、脱硫能力，其可以有效净化钢液；另外，稀土元素可以使夹杂物改性，减轻夹杂物引起的腐蚀，减少腐蚀源并减少微区腐蚀。基于此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将Re元素的质量百分含量控制在0.01-0.03％之间。

P：在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，P元素能够促使钢材表面生产致密保护膜，降低钢的腐蚀速度，其可以有效提升钢的耐大气腐蚀性能，具有相当有益的作用。需要注意的是，钢中P元素含量同样不宜过高，当钢中P元素含量过高时，容易造成铸坯磷枝晶偏析，增加钢的晶界脆性和裂纹敏感性，出现内裂；同时，当钢中P元素含量过高时，还会恶化钢的韧性，特别是大幅度降低钢材的低温冲击韧性。基于此，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，将P元素的质量百分含量控制在0＜P≤0.025％之间。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，在不可避免的杂质中，S≤0.003％。

在本发明上述技术方案中，S为钢中的杂质元素，在技术条件允许情况下，为了获得性能更好且质量更优的钢材，应尽可能降低钢中杂质元素的含量。

在本发明中，S元素会对钢材的耐腐蚀性能产生不利影响，钢中S元素含量过高则易产生热脆性，使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。因此，在本发明中，必须严格地控制钢中杂质元素S的含量，并将S元素控制为：S≤0.003％。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，所述各化学元素质量百分含量还满足下述各项的至少其中之一：

C：0.02-0.05％；

Si：0.15-0.25％；

Mn：0.2-0.4％；

Ti：0.02-0.04％；

Nb：0.02-0.04％；

Cr：3.5-4.5％。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，其微观组织为铁素体+贝氏体+碳化物。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，其晶粒度为8级以上。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，其厚度≤2.5mm。

进一步地，在本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢中，其屈服强度≥350MPa，抗拉强度为490-690MPa，断后伸长率≥26％，相对腐蚀率≤30％。

相应地，本发明的另一目的在于提供上述屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的制造方法，该制造方法利用CSP产线流程短、生产效率高、生产相同级别钢种所用合金成本低、晶粒细小、薄规格板形优良等优点，并结合板坯热装热送工艺，可以有效降低来能耗和生产成本，采用该制造方法制得的钢材，不仅拥有较高的强度，其同时还具有优良的耐候性能和加工性能，其可广泛应用于铁路客车车体等需要高耐蚀性材料的场所，可以带来巨大的经济效益，具有良好的推广前景和应用价值。

为了实现上述目的，本发明提出了上述屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的制造方法，其包括步骤：

(1)冶炼；

(2)采用CSP(紧凑式热带生产技术，Compact Strip Production)产线连铸成坯；

(3)板坯热装热送：控制装炉温度为815-1105℃，控制铸坯出炉温度为1240-1300℃；

(4)控温轧制：控制终轧温度为860-900℃；

(5)卷取；

(6)酸洗和精整。

本发明所述的制造方法利用CSP(紧凑式热带生产技术，Compact StripProduction)产线生产。

CSP属于铸坯热态直接轧制，对于本技术方案的成分配比来说，采用CSP减少了传统热轧工艺中的铸坯冷却和二次加热过程，避免了因铜在晶界富集导致的龟裂、麻面、边裂等产品表面缺陷。CSP工艺的结晶器和二冷具有很高的冷却速率，其二次枝晶间距更短，可以减少粗大的直径，从而得到形状规则、晶粒尺寸较细小的原始铸态组织；同时由于冷却强度大及液态轻压下的作用，铸坯的微观偏析也得到很大改善，其分布更均匀，铸坯薄且冷却速度快，可以有效细化晶粒，降低元素的偏析程度，提高等轴晶率。因此，采用CSP工艺制得的产品的性能更加均匀、稳定。

另外，与常规热轧生产线相比，CSP产线具有流程短、能耗低、投资少，生产效率高效、生产相同钢级所用合金成本低、晶粒细小、薄规格板坯优良等优点。

在本发明的制造方法中，该制造方法在采用CSP产线生产的同时，配合优化板坯热装热送工艺，可以实现板坯热装热送，进而可以有效降低能耗和生产成本，实现薄规格高强度高耐蚀耐候钢的经济生产，实现“以热代冷”。

采用该制造方法所得到的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢不仅拥有较高的强度，其同时还具有优良的耐候性能和加工性能，可广泛应用于铁路客车车体等需要高耐蚀性材料的场所，带来巨大的经济效益，具有良好的推广前景和应用价值。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(2)中，开浇连铸板坯的厚度为50-90mm。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(5)中，卷取采用U型卷取方式，其中控制带钢中部的卷取温度为630-660℃，带钢两端分别距带钢头和带钢尾30-80m的范围内的卷取温度相较于带钢中部的卷取温度抬高30-50℃。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(6)中，控制精整的压下率为0.8-1.2％。

相较于现有技术，本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢及其制造方法具有如下所述的优点以及有益效果：

本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢采用了合理的化学成分设计并配合了优化的制造工艺，其采用了低C、高Cr的成分设计，复合添加了Ti、Nb、Al和V等元素，并添加微量稀土元素，以细化晶粒，消除成分偏析，从而在保证高强度的同时，有效提高材料的韧性及耐蚀性。同时，在制造工艺中，本发明采用了CSP(紧凑式热带生产技术，CompactStrip Production)产线连铸成坯，其可以利用CSP产线流程短、能耗低、生产效率高、产品晶粒细小、板形优良等优点，实现板坯热装热送，从而有效降低能耗和生产成本，实现“以热代冷”经济生产薄规格高强度高耐蚀的耐候钢。

本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢不仅拥有较高的强度，同时还具有优良的耐候性能和加工性能及较低的生产成本，其屈服强度≥350MPa，抗拉强度为490-690MPa，断后伸长率≥26％，相对腐蚀率≤30％，厚度≤2.5mm。

本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的可加工性能良好，性能符合要求。同时由于该钢采用CSP产线生产，能耗低，生产效率高，板形优良，材料性能稳定，可以用于制备对耐腐蚀性能要求高的车体结构件、侧墙、地板、蒙皮等部件，并广泛应用于铁路客车车体等需要高耐蚀性材料的场所，能够带来巨大的经济效益，具有良好的推广前景和应用价值。

附图说明

图1为实施例1的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的金相组织照片。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢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1-7

实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢均采用以下步骤制得：

(1)按照下述表1所示的化学成分进行冶炼。

(2)采用CSP产线连铸成坯，并控制开浇连铸板坯的厚度为50-90mm。

(3)板坯热装热送：将除鳞后热态板坯再加热，并控制装炉温度为815-1105℃，控制铸坯出炉温度为1240-1300℃。

(4)控温轧制：控制终轧温度为860-900℃。

(5)卷取：经层流冷却后进行卷取，卷取采用U型卷取方式，其中控制带钢中部的卷取温度为630-660℃，带钢两端分别距带钢头和带钢尾30-80m的范围内的卷取温度相较于带钢中部的卷取温度抬高30-50℃，带钢下线后自然冷却。

(6)酸洗和精整：将冷却后的带钢通过酸洗去除表面氧化皮，并在精整机组进行精整，控制精整的压下率为0.8-1.2％。

在本发明中，实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢均采用以上步骤制得，且其化学成分及相关工艺参数均满足本发明设计规范控制要求。

表1列出了实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的各化学元素的质量百分配比。

表1.(wt.％，余量为Fe和除了S以外的其他不可避免的杂质)

表2列出了实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢在上述步骤中的具体工艺参数。

表2.

将得到的实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢分别取样，并对获得的实施例1-7样品钢材进行力学性能测试和冷弯测试，并将所得的性能测试结果分别列于下述表3中。

相关性能测试手段，如下所述：

拉伸试验：根据GB/T 228.1-2010金属材料拉伸部分第1部分：室温拉伸实验方法，控制实验温度为20℃，屈服前：3mm/min，实验湿度50％，屈服后：28mm/min，利用GB/T228.1B试验，检测得到实施例1-7样品钢材的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。

冷弯测试试验：根据GB/T 15825.5-2008金属薄板成形性能与试验方法弯曲试验，控制实验温度为23℃、湿度为50％，弯曲方式为U型弯曲，以使实施例1-7样品钢材弯曲180°，若不发生冷裂，则判断为“合格”。

表3列出了实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的力学性能测试和冷弯测试结果。

表3.

由上述表3可以看出，实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢均具有较高的强度，同时还具有优良的耐候性能和加工性能，其屈服强度在385-432MPa之间，抗拉强度均在515-556MPa之间，断后伸长率均在28.8-33％，且180°的冷弯测试均合格。

此外，需要说明的是，本发明所述的实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢还具有良好的耐大气腐蚀性能。当完成上述实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢样品的力学性能测试和冷弯测试后，可以再分别对实施例1-7的耐候钢样品进行耐大气腐蚀性能测试，所得的性能测试结果如下述表4中所示，相关测试方法如下所述。

耐大气腐蚀性能测试：将本发明所述的实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢与Q345B钢一起进行耐腐蚀性能测试，进行对比，其中Q345B为铁标规定对比试样。按铁路用耐候钢周期浸润试验方法(TB/T2375-93)进行72小时的周期浸润循环腐蚀试验。通过计算样品单位面积腐蚀失重量求得平均腐蚀速率，进而求得本发明所述的实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的相对腐蚀速率。

需要注意的是，本发明所述的实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的相对腐蚀率为：实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的单位面积腐蚀失重和Q345B钢的单位面积腐蚀失重的比值。

表4列出了实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的相对腐蚀率。

表4.

编号	相对腐蚀率(％)
		实施例1	28.6
实施例2	26.5
		实施例3	28
实施例4	27.6
		实施例5	27.5
实施例6	27.9
		实施例7	28.2

注：上表中，相对腐蚀率为对应实施例的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的平均腐蚀速率和Q345B钢的平均腐蚀速率的比值。

由表4可知，在本发明中，实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的相对腐蚀率在26.5-28.6％之间，其相对腐蚀率均≤30％，即在实施例1-7中，本发明屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的平均腐蚀速率和Q345B钢的平均腐蚀速率的比值均≤30％。

由此可见，实施例1-7的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的腐蚀速率远小于Q345B钢的腐蚀速率，其耐腐蚀性能得到了明显的提升，具有优异的耐大气腐蚀性能

图1为实施例1的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的金相组织照片.

如图1所示，实施例1的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的微观组织为铁素体+贝氏体+碳化物，且其晶粒度细小，在8级以上。

综上所述可以看出，本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢采用了合理的化学成分设计并配合了优化的制造工艺，其采用了低C、高Cr的成分设计，复合添加了Ti、Nb、Al和V等元素，并添加V、RE等，通过合理的化学成分设计以及采用CSP工艺生产，从而有效保证了钢的性能。

本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢不仅拥有较高的强度，同时还具有优良的耐候性能和加工性能及较低的生产成本，其屈服强度≥350MPa，抗拉强度为490-690MPa，断后伸长率≥26％，相对腐蚀率≤30％，厚度≤2.5mm。

相应地，本发明所述的制造工艺采用了CSP产线连铸成坯，其可以利用CSP产线流程短、能耗低、生产效率高、产品晶粒细小、板形优良等优点，实现板坯热装热送，从而有效降低能耗和生产成本，实现“以热代冷”经济生产薄规格高强度高耐蚀的耐候钢。

本发明所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢可以用于制备对耐腐蚀性能要求高的车体结构件、侧墙、地板、蒙皮等部件，并广泛应用于铁路客车车体等需要高耐蚀性材料的场所，能够带来巨大的经济效益，具有良好的推广前景和应用价值。

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 (12)

1.一种屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

C：0.01-0.06％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.2-0.5％，Al：0.02-0.05％，Cu：0.3-0.5％，Ti：0.01-0.05％，Nb：0.01-0.05％，Ni：0.1-0.7％，Cr：3.0-5.5％，Ca：0.0015-0.0025％，V：0.01-0.03％，Re：0.01-0.03％，0＜P≤0.025％。

2.如权利要求1所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，所述基板的各化学元素质量百分含量为：

C：0.01-0.06％，Si：0.1-0.3％，Mn：0.2-0.5％，Al：0.02-0.05％，Cu：0.3-0.5％，Ti：0.01-0.05％，Nb：0.01-0.05％，Ni：0.1-0.7％，Cr：3.0-5.5％，Ca：0.0015-0.0025％，V：0.01-0.03％，Re：0.01-0.03％，0＜P≤0.025％；余量为Fe和不可避免的杂质。

3.如权利要求1或2所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，S≤0.003％。

4.如权利要求1或2所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，所述各化学元素质量百分含量还满足下述各项的至少其中之一：

C：0.02-0.05％

Si：0.15-0.25％；

Mn：0.2-0.4％；

Ti：0.02-0.04％；

Nb：0.02-0.04％；

Cr：3.5-4.5％。

5.如权利要求1或2所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，其微观组织为铁素体+贝氏体+碳化物。

6.如权利要求1或2所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，其晶粒度为8级以上。

7.如权利要求1或2所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，其厚度≤2.5mm。

8.如权利要求1或2所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢，其特征在于，其屈服强度≥350MPa，抗拉强度为490-690MPa，断后伸长率≥26％，相对腐蚀率≤30％。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的屈服强度350MPa级高耐蚀耐候钢的制造方法，其特征在于，其包括步骤：

(1)冶炼；

(2)采用CSP产线连铸成坯；

(3)板坯热装热送：控制装炉温度为815-1105℃，控制铸坯出炉温度为1240-1300℃；

(4)控温轧制：控制终轧温度为860-900℃；

(5)卷取；

(6)酸洗和精整。

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，开浇连铸板坯的厚度为50-90mm。

11.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(5)中，卷取采用U型卷取方式，其中控制带钢中部的卷取温度为630-660℃，带钢两端分别距带钢头和带钢尾30-80m的范围内的卷取温度相较于带钢中部的卷取温度抬高30-50℃。

12.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在步骤(6)中，控制精整的压下率为0.8-1.2％。

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