CN115976400B

CN115976400B - 一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115976400B
Application number: CN202211225503.XA
Authority: CN
Inventors: 王青峰; 廉得海; 范会兵; 于强; 田大成; 赵雅婷; 杨啸雨; 何江里
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2022-10-09
Filing date: 2022-10-09
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2042-10-09
Also published as: CN115976400A

Abstract

本发明属于钢材制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用。本发明通过对钢成分以及配比的优化，使得到的钢的耐蚀性能有了很大的提升；尤其是在强酸性高Cl^‑浓度环境下的耐蚀性能，可以有效降低因钢点蚀腐蚀造成的钢穿孔，抑制了钢腐蚀行为的发生，进而延长了由钢制备得到的原油储罐的使用寿命。

Description

一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于钢材制备技术领域，具体涉及一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用。

背景技术

随着国内经济社会的不断发展，石油储备工作对经济社会发展至关重要。在实际生产中主要采用原油储罐对石油进行储存。但是，传统的原油储罐的耐蚀性普遍较差，原油在长期存储过程中会形成一定量的沉积水，由于其中含有大量的氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钙离子以及一些硫化物，使得沉积水呈现较强的酸性以及高浓度的氯离子，其滞留在原油储罐中会对原有储罐造成严重的腐蚀，从而会导致储罐的使用寿命大幅度降低，使原油泄露，严重污染环境，造成重大的经济损失。

目前为减少上述腐蚀行为的发生主要有三种方法：一种是在钢板表面增加保护性涂层，使钢板和强酸高氯沉积水腐蚀环境隔离，从而减缓钢板腐蚀的发生，但是由于原油储罐的罐体较大，需要保护性涂层的涂布面积较多，需要较多的人力、物力，且保护性涂层的使用寿命较短，需要定期重新涂装，成本较高。第二种方法是对原油储罐易发生腐蚀区域钢板进行牺牲阳极的阴极保护法来延缓钢板腐蚀行为的发生，但是由于有效阴极保护年限是受牺牲阳极的寿命限制的，需要定期更换，同样增加了成本。

第三种方法是对钢板的成分进行调节提高钢板本身的耐腐蚀性能，相对于保护涂层法以及阴极保护法，生产成本低。公开号为CN105745347A和CN105420596A的专利中公开了通过优化调节合金组分制备耐腐蚀原油储罐用钢的方法，但是所得到的钢材依然存在耐腐蚀性差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用，本发明提供的钢具有优异的耐腐蚀性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种耐腐蚀钢，以质量百分含量计，包括以下组分：C：0.08～0.12％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.90～1.80％，Cu：0.10～0.45％，Ni：0.15～0.40％，Mo：0.10～0.40％，Nb：0.005～0.04％，V：0.01～0.055％，Ti：0.01～0.04％，Sb：0.01～0.10％，Be：0.001～0.0045％，P≤0.012％，S≤0.005％，Al≤0.030％，O≤0.0030％，N≤0.0065％，Ca：0.0008～0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质；

其中，所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足597≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和3.1≤18.5Sb/C≤23.125。

本发明还提供了上述技术方案所述的耐腐蚀钢的制备方法，包括以下步骤：

将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和回火处理，得到所述耐腐蚀钢；

所述铸坯的化学组成和上述技术方案所述的耐腐蚀钢的化学成分一致。

优选的，所述加热的温度为1190～1210℃，时间为9～16min/cm。

优选的，所述粗轧的轧制温度为1050～1090℃。

优选的，所述粗轧为多道次轧制，单道次最大压下率为≥10％。

优选的，所述精轧的轧制温度为820～930℃；

优选的，所述精轧的开轧温度为910～930℃，终轧温度为820～840℃；

所述精轧为多道次轧制，单道次最大压下率为≥10％。

优选的，所述冷却的开冷温度为760～800℃，降温速率为≥6℃/s；

所述冷却后得到的铸坯的返红温度为530～570℃。

优选的，所述回火的温度为500～650℃。

本发明还提供了上述技术方案所述的耐腐蚀钢或上述技术方案所述制备方法制备得到的耐腐蚀钢在原油储罐中的应用。

本发明提供了一种耐腐蚀钢，以质量百分含量计，包括以下组分：C：0.08～0.12％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.90～1.80％，Cu：0.10～0.45％，Ni：0.15～0.40％，Mo：0.10～0.40％，Nb：0.005～0.04％，V：0.01～0.055％，Ti：0.01～0.04％，Sb：0.01～0.10％，Be：0.001～0.0045％，P≤0.012％，S≤0.005％，Al≤0.030％，O≤0.0030％，N≤0.0065％，Ca：0.0008～0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质；其中，所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足597≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和3.1≤18.5Sb/C≤23.125。本发明通过对钢成分以及配比的优化，使得到的钢的耐蚀性能有了很大的提升；尤其是在强酸性高Cl^-浓度环境下的耐蚀性能，可以有效降低因钢点蚀腐蚀而造成的钢穿孔，抑制了钢腐蚀行为的发生，进而延长了由钢制备得到的原油储罐的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1得到的耐腐蚀钢的金相组织图；

图2为对比例2得到的耐腐蚀钢的金相组织图；

图3为实施例1和对比例1中腐蚀后的钢的SEM图；

图4为实施例1和对比例1得到的耐腐蚀钢经过腐蚀后的实物图。

具体实施方式

其中，所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足600≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和4.542≤18.5Sb/C≤23.125。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括C 0.08～0.12％，进一步优选为0.09～0.11％，更优选为0.09～0.10％。在本发明中，碳元素作为耐腐蚀钢的主要强化元素；如果碳元素含量过高，会产生偏析，使钢整体的耐腐蚀性能下降；同时会降低钢的力学性能和焊接性能。本发明将碳的含量控制在上述范围内，能够在保证钢的力学性能和焊接性能的同时提高钢的耐腐蚀性能。

本发明提供的耐腐蚀钢包括Si 0.15～0.50％，进一步优选为0.20～0.45％，更优选为0.25～0.40％。在本发明中，通过将硅元素添加到钢中，可以作为脱氧剂使用；同时硅元素可以提高钢基体锈层的致密程度及锈层的化学稳定性，还可以提升钢基体的电极电位，有效地提升钢的抗电化学腐蚀能力，提升钢的耐蚀性能；但是硅元素含量较多时就会造成晶粒粗化，降低钢的韧性。本发明将硅的含量控制在上述范围内，能够提高钢的耐腐蚀性能的前提下不影响钢的韧性。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Mn 0.9～1.8％，进一步优选为1.0～1.7％，更优选为1.2～1.6％。在本发明中，在钢中加入锰元素主要是起到固溶强化的作用，可以显著提高钢的强度和韧性，满足储罐钢作为压力容器高强度的需求；但是锰元素含量较多时会导致锰在钢中形成偏析带，不利于提升钢的耐蚀性能。本发明将锰的含量控制在上述范围内，能够在不影响钢耐腐蚀性能的基础上，提高钢的强度。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Cu 0.1～0.45％，进一步优选为0.15～0.40％，更优选为0.20～0.35％。在本发明中，铜元素可以提高钢的强度和耐蚀性能，提升耐蚀性主要是通过铜元素在锈层中富集，可以形成很好的保护性锈层，并且其与钢基体之间牢固的结合性能保证了锈层的稳定性；但是铜元素含量较多时会影响焊接热影响区的力学性能，使其韧性降低。本发明将铜的含量控制在上述范围内，能够在不影响焊接性能的前提下提高钢的耐腐蚀性能和力学性能。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Ni 0.15～0.40％，进一步优选为0.2～0.35％，更优选为0.25～0.3％。在本发明中，镍元素可以在锈层中富集，可以有效阻止腐蚀环境中氯离子与基体之间接触，同时可以在钢表面形成保护膜，有效的提高钢的耐腐蚀性能；但是镍元素含量较多时，镍元素为较昂贵的金属，会显著增加钢的成本，同时也会使钢的加工性能和焊接性能发生恶化。本发明将镍的含量控制在上述范围内，能够在提高钢的耐腐蚀性能的同时不影响钢的焊接性能。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Mo 0.10～0.40％，进一步优选为0.15～0.35％，更优选为0.20～0.30％。在本发明中，钼元素可以提升钢的耐点蚀能力，主要是通过在锈层中形成钼的稳定氧化物或形成钼酸盐，使基体不宜与氯离子相互作用，抑制点蚀的发生，提升钢的耐蚀性。但是钼元素含量较多时，一方面会增加生产成本，同时容易出现过多的M-A组元，降低焊接热影响区的韧性。本发明将钼的含量控制在上述范围内，能够在提高钢耐腐蚀性能的基础上，不影响焊接热影响区的韧性。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Nb 0.005～0.04％，进一步优选为0.01～0.035％，更优选为0.015～0.030％。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括V 0.01～0.055％，进一步优选为0.02～0.04％，更优选为0.25～0.30％。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Ti 0.01～0.04％，进一步优选为0.02～0.03％。

在本发明中，铌、钒、钛元素主要的作用是细晶强化和析出强化，是主要的微合金化元素，其可以同时提高钢的强度以及韧性，同时还可以降低转变温度，促进贝氏体组织的形成，其对耐蚀性影响不大，但是如果这些元素含量较多时，钢的成本也会随之增加，同时对钢的焊接性能也会产生不好的影响。因此，综合考虑钢的力学性能及焊接性能，将铌、钒和钛的含量控制在上述范围内。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Sb 0.01～0.10％，进一步优选为0.02～0.08％，更优选为0.04～0.06％。在本发明中，锑元素可以很好的改善钢的耐均匀腐蚀性能，可以较为显著的抑制钢在强酸性高氯离子浓度的环境中的减薄腐蚀行为发生，主要原因是锑在钢基体表面上形成一层致密的氧化物保护膜，阻止氯离子与基体接触；但是锑元素含量较多时，可以降低钢的强度降低，使脆性增加，会对加工性能产生较大危害。本发明将锑的含量控制在上述范围内，能够在提高钢耐腐蚀性能的前提下不影响钢的力学性能。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Be 0.001～0.0045％，进一步优选为0.0015～0.0040％，更优选为0.0020～0.0035％。在本发明中，铍是较强的铁素体固溶强化元素，在合金中加入铍元素，可以提高钢的淬透性，可以使低合金钢在腐蚀环境中易于发生钝化，使低合金钢的耐蚀性能显著提升；但铍元素加入过多时可以引起晶粒粗大，导致钢的强度、韧性有所下降。本发明将铍的含量控制在上述范围内，能够在提高钢耐腐蚀性能的前提下不影响钢的力学性能。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括P≤0.012％，进一步优选为0.005～0.011％，更优选为0.006～0.010％。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括S≤0.005％，进一步优选为0.001～0.004％，更优选为0.002～0.003％。

在本发明中，磷和硫是作为有害杂质元素在钢中是不可避免的，会在钢中形成偏析，导致钢的塑性和韧性显著的降低，会对焊接性能产生较大危害，且对耐腐蚀性能也有不利影响；对于硫元素来说，可以和锰结合成MnS，形成MnS夹杂存在于钢中，是诱发钢点蚀的主要因素，会显著降低钢的耐蚀性能。因此，本发明将磷和硫得到含量控制在上述范围内。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Al≤0.030％。在本发明中，铝元素是重要的脱氧剂同时可以起到细化晶粒的作用，但是在钢中加入较多的铝元素时，会形成较多的氧化铝夹杂，降低钢的耐点蚀性能。本发明将铝的含量控制在上述范围内，能够在提高钢力学性能的前提下不影响钢的耐腐蚀性能。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括O≤0.0030％。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括N≤0.0065％。

以质量百分含量计，本发明提供的耐腐蚀钢包括Ca 0.0008～0.0050％。

在本发明中，所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足597≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和3.1≤18.5Sb/C≤23.125。

在本发明中，所述(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S(计算结果即为耐点蚀指数Cγ)为评价元素成分对钢点蚀腐蚀影响的公式。当Cγ＞2497或者Cγ＜597时，钢的耐点蚀腐蚀能力较弱，易发生腐蚀穿孔行为。

在本发明中，所述Mo、Sb、S、和C的含量还同时满足42≤(Sb+Mo)/S≤220和3.1≤18.5Sb/C≤23.125。在本发明中，Sb和Mo元素是显著提升钢耐点蚀腐蚀的主要元素，通过控制其与有害元素S的比例来控制点蚀腐蚀发生。通过控制核心元素Sb的含量和碳含量的比例，来控制马奥岛的比例，实现抑制点蚀腐蚀的发生。当(Sb+Mo)/S＞220或(Sb+Mo)/S＜42以及当18.5Sb/C＞23或18.5Sb/C＜3.1时，耐点蚀腐蚀性能均降低。

在本发明中，所述耐腐蚀钢的显微组织优选包括块状铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体。

将铸坯依次进行加热、粗轧、精轧和冷却，得到所述耐腐蚀钢；

所述铸坯的化学成分和上述方案所述的耐腐蚀钢的化学成分一致。

在本发明中，所述铸坯优选通过制备得到；所述制备方法优选包括以下步骤：

将原料依次进行冶炼、精炼和脱硫处理，得到精炼钢液和矿渣；

将所述精炼钢液依次进行脱氧处理和合金化处理，得到合金化钢液；

将所述合金化钢液进行浇铸，得到所述铸坯。

本发明对所述冶炼、精炼和脱硫处理的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，所述精炼优选在LF精炼炉中进行。本发明对制备所述钢液的原料种类和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。

在本发明中，所述矿渣浮于所述精炼钢液的表面。在本发明中，所述矿渣的碱度优选为5～7。在本发明中，当所述矿渣的碱度不在上述范围内时，优选通过在所述精炼钢液中添加石英砂调节所述矿渣的碱度。本发明对所述石英砂的添加量没有特殊的限定，只要能够将所述矿渣调节至所需碱度即可。

得到所述精炼钢液和矿渣后，本发明将所述精炼钢液和矿渣进行分离。本发明对所述分离的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，所述精炼钢液的温度优选为≥1620℃。

得到所述精炼钢液后，本发明将所述精炼钢液依次进行脱氧处理和合金化处理，得到合金化钢液。

在本发明中，所述脱氧处理采用的脱氧原料优选为硅铁或铝丝。本发明对所述脱氧处理的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。本发明对所述脱氧原料的添加量没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中，经过所述脱氧处理得到的钢液中的氧含量优选为30～60ppm，进一步优选为40～50ppm。

在本发明中，所述合金化处理采用的原料优选为钛铁合金。本发明对所述合金化处理的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，所述脱氧处理和合金化处理均优选在VD精炼炉中进行；所述VD精炼炉的真空度优选为≤5.0mbar，保持时间优选为≥20min。

得到所述合金化钢液后，本发明将所述合金化钢液进行浇铸，得到所述铸坯。

本发明对所述浇铸的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，所述铸坯的厚度优选为260mm，宽度优选为≥2570mm。

得到所述铸坯后，本发明将所述铸坯进行加热。在本发明中，所述加热的温度优选为1190～1210℃，进一步优选为1195～1205℃；时间优选为9～16min/cm，进一步优选为10～15min/cm，更优选为11～13min/cm。在本发明中，通过加热能够获得单相奥氏体组织、实现成分均匀化和降低变形抗力。

所述加热后，本发明将所述加热后的铸坯进行粗轧。在本发明中，所述粗轧的轧制温度优选为1050～1090℃，进一步优选为1060～1080℃，更优选为1065～1070℃；所述粗轧优选为多道次轧制，进一步优选为5-7道次轧制；单道次最大压下率优选为≥10％。在本发明中，所述粗轧的总压下率优选为≥50％。在本发明中，所述粗轧后得到的板材的厚度优选为所述铸坯厚度的2.0～3.0倍。

所述粗轧完成后，本发明还优选包括将得到的板材进行第一空冷。本发明对所述第一空冷的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

所述第一空冷完成后，本发明将所述第一空冷后得到的铸坯进行精轧。在本发明中，所述精轧的轧制温度优选为800～930℃，进一步优选为820～910℃，更优选为850～880℃；所述精轧的开轧温度优选为910-930℃，终轧温度优选为820～840℃；所述精轧优选为多道次轧制，进一步优选为5～7道次轧制；单道次最大压下率优选为≥10％。在本发明中，所述精轧的总压下率优选为≥50％。

所述精轧完成后，本发明将所述精轧得到的铸坯进行冷却。在本发明中，所述冷却的开冷温度优选为760～800℃，进一步优选为770～790℃，更优选为775～780℃；降温速率优选为≥6℃/s。在本发明中，所述冷却优选包括依次进行水冷和第二空冷。本发明对所述水冷和第二空冷的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述水冷后得到的铸坯的返红温度优选为530～570℃，进一步优选为540～560℃，更优选为545～550℃。

在本发明中，优选通过所述第二空冷将所述铸坯的温度降至室温。

在本发明中，所述回火的温度优选为500～650℃，进一步优选为550～600℃。在本发明中，所述回火的时间根据以下公式计算得到：

T(回火时间/min)＝2～2.5(加热系数/min·mm^-1)×D(钢板厚度/mm)+10～20(附加时间/min)。

在本发明中，所述耐腐蚀钢的厚度优选为8～60mm。

本发明还提供了上述技术方案所述的耐腐蚀钢或上述技术方案所述制备方法制备得到的耐腐蚀钢在原油储罐中的应用。本发明对所述应用的具体实施方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式进行即可。

为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的一种耐腐蚀钢及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1～6

将钢液依次进行冶炼、精炼和脱硫处理，得到精炼钢液和矿渣；所述精炼在LF精炼炉中进行；所述精炼钢液的温度为1650℃；所述矿渣的碱度为6；

将所述精炼钢液通入VD精炼炉中，采用铝丝进行脱氧处理，得到的钢液中的氧含量为50ppm；然后加入钛铁合金进行合金化处理，得到合金化钢液；所述VD精炼炉的真空度为5.0mbar，保持时间为25min；

将所述合金化钢液进行浇铸，得到所述铸坯(厚度为260mm，宽度为2570mm)；

将得到的铸坯依次进行加热、粗轧、精轧和冷却，得到所述耐腐蚀钢(厚度为21.5mm)；所述耐腐蚀钢的成分如表1所示；其中，所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足600≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和4.542≤18.5Sb/C≤23.125，计算得到的结果如表2所示；

所述加热、粗轧、精轧和冷却的条件参数如表3所示。

对比例1～3

将所述精炼钢液通入VD精炼炉中，采用硅铁或铝丝进行脱氧处理，得到的钢液中的氧含量为50ppm；然后加入钛铁合金进行合金化处理，得到合金化钢液；所述VD精炼炉的真空度为5.0mbar，保持时间为25min；

将得到的铸坯依次进行加热、粗轧、精轧、冷却和回火处理，得到所述耐腐蚀钢(厚度为21.5mm)；所述耐腐蚀钢的成分如表1所示；其中，所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足597≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和3.1≤18.5Sb/C≤23.125，调控式计算得到的结果如表2所示；

所述加热、粗轧、精轧和冷却的条件参数如表3所示。

表1实施例1～6和对比例1～3得到的耐腐蚀钢的成分

表2实施例1～6和对比例1～3中调控式计算结果

	Cγ	(Sb+Mo)/S	18.5Sb/C
				标准范围	597≤Cγ≤2497	42≤(Sb+Mo)/S≤220	3.1≤18.5Sb/C≤23
实施例1	935.750	59.500	12.624
				实施例2	1103.833	65.000	5.640
实施例3	597.400	44.400	8.179
				实施例4	2340.750	217.500	12.270
实施例5	827.250	74.500	3.171
				实施例6	1379.167	111.667	8.094
对比例1	536.800	32.000	0.000
				对比例2	599.333	0.000	0.000
对比例3	379.200	0.000	0.000

表3实施例1～6和对比例1～3中的条件参数

性能测试

测试例1

采用金相显微镜对实施例1和对比例2得到的耐腐蚀钢的金相组织进行检测，得到的金相组织图如图1和图2所示，其中图1是实施例1中的耐腐蚀钢的金相组织图，图2为对比例2中的耐腐蚀钢的金相组织图；从图1和图2可以看出本发明提供的耐腐蚀钢板的金相组织由多边形铁素体(PF)、粒状贝氏体(GB)和珠光体(P)组成，对比例2的金相组织由准多边形铁素体(QF)和GB组成。

测试例2

对实施例1～6和对比例1～3得到的耐腐蚀钢的耐腐蚀性能进行检测；

按照《IMO MSC.289(87)油舱货油舱耐蚀钢浸泡检测》测试标准进行检测，测试方法为：

1、腐蚀试验取样：沿钢轧制方向取样，在实验前将试样用600#砂纸进行打磨，保证试样表面平整光滑，每组实验选取的平行试样的数量为3个；

2、为保证实验便于进行且不发生电偶腐蚀，采用带皮硬质铜线进行悬挂试样；

3、浸泡腐蚀试验的腐蚀溶液为：10％的NaCl溶液用盐酸将溶液pH值调节至0.85，溶液体积大于20cc/cm²，腐蚀溶液每24h更换一次，保证溶液pH值稳定；将打磨后的试样进行清洗，称量腐蚀前重量(精确到0.1mg)，将试样悬挂于装有腐蚀溶液的烧杯中，采用水浴加热的方式控制腐蚀环境的温度，温度保持在30±2℃。

4、腐蚀试验的周期为72h，经过72h的浸泡腐蚀试验后，将试样取出后经过除锈处理，酒精清洗烘干后称量腐蚀后重量(精确到0.1mg)，记录腐蚀前后的重量，处理实验数据；

5.按照IMO MSC.289(87)标准要求，平均腐蚀速率计算公式为：

其中W为腐蚀前后失重(g)；S为腐蚀试样表面积(cm²)；D为腐蚀试样的密度(g/cm³)；

测试结果如表4所示；

对实施例1和对比例1中腐蚀后的钢进行扫描电镜检测，得到的SEM图如图3所示，从图3可以看出实施例1是较为致密的腐蚀产物层没有明显的裂缝以及孔洞存在，这种致密的腐蚀产物结构可以很好的阻碍腐蚀性离子与基体相互接触，而对比例1表面呈现龟裂形貌，同时在表面也会存在较多的孔洞存在，屏障作用较差。

表4实施例1～6和对比例1～3得到的耐腐蚀钢的耐腐蚀性能

从表4可以看出，本发明提供的耐腐蚀钢的的平均年腐蚀速率0.688～0.890mm/a，表明本发明提供的耐腐蚀钢具有优异的耐腐蚀性能。

测试例3

对实施例1～6和对比例1～3得到的耐腐蚀钢进行力学性能的测试；

按照石油储罐常用壁板用钢12MnNiVR所用国标GB 19189-2011《压力容器用调质高强度钢板》进行测试；

得到的测试结果如表5所示；

表5实施例1～6和对比例1～3得到的耐腐蚀钢的力学性能

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由表5可以看出，本发明提供的耐腐蚀钢的力学性能均有较好表现，屈服强度均在530MPa以上，抗拉强度在670MPa以上，延伸率大于17％，-20℃冲击功均大于120J。

综上可以看出，本发明通过优选钢材的成分及配比，使得到的钢的耐均匀腐蚀性能优异，耐蚀性能远远优于普通钢材，约为普通钢材耐蚀性2～3倍；同时本发明的钢坯料来源广泛、易得、工艺简洁、经济性好、成本低、适合工业大批量生产，可以广泛于制备原油储罐，提升原油储罐耐蚀性能，解决了现有原油储罐耐均匀腐蚀性能差，寿命短的问题。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims

1.一种耐腐蚀钢，其特征在于，以质量百分含量计，包括以下组分：C：0.08～0.12％，Si：0.15～0.50％，Mn：0.90～1.80％，Cu：0.10～0.45％，Ni：0.15～0.40％，Mo：0.10～0.40％，Nb：0.005～0.04％，V：0.01～0.055％，Ti：0.01～0.04％，Sb：0.01～0.10％，Be：0.001～0.0045％，P≤0.012％，S≤0.005％，Al≤0.030％，O≤0.0030％，N≤0.0065％，Ca：0.0008～0.0050％，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述Ni、Cu、Mo、Sb、S、和C的质量百分含量同时满足597≤(Ni+3.6Cu+4.7Mo+18.5Sb)/S≤2497、42≤(Sb+Mo)/S≤220和3.1≤18.5Sb/C≤23.125。

2.权利要求1所述的耐腐蚀钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述铸坯的化学成分和权利要求1所述耐腐蚀钢的化学元素组成一致。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1190～1210℃，保温时间为9～16min/cm。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧的轧制温度为1050～1090℃。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧为多道次轧制，单道次最大压下率为≥10％。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的轧制温度为820～930℃。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述精轧的开轧温度为910～930℃，终轧温度为820～840℃；

所述精轧为多道次轧制，单道次最大压下率为≥10％。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冷却的开冷温度为760～800℃，降温速率为≥6℃/s；

所述冷却后得到的铸坯的返红温度为530～570℃。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述回火的温度为500～650℃。

10.权利要求1所述的耐腐蚀钢或权利要求2～9任一项所述制备方法制备得到的耐腐蚀钢在原油储罐中的应用。