CN116162867B - 一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板及其制备方法，属于耐候钢技术领域，解决了现有技术中耐候钢合金元素含量较高、稀土元素的作用不清晰的问题。本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计包括：C:0.055％～0.08％，Si:0.15％～0.35％，Mn:1.20％～1.50％，P:0.005％～0.014％，S:≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.70％～0.90％，Ni:0.13％～0.20％，Nb:0.025％～0.04％，O≤0.001％，La:0.0050％～0.0350％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的强韧性好、耐腐蚀性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及耐候钢技术领域，特别涉及一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板及其制备方法。
背景技术
据统计，金属材料因大气腐蚀所造成的经济损失约占总腐蚀损失的50％，因此国内外学者在提高材料的抗大气腐蚀性能方面进行了广泛深入的研究，并且开发出了一系列耐候钢。由于Cu、P、Cr、Ni等合金元素的加入量较大，钢铁材料的耐大气腐蚀性以及强度等性能同时得到了提高，但是由于加入较多合金元素，耐候钢的成本也大幅提升。目前国内外关于稀土在耐候钢中的应用已经有很多专利，但大多存在稀土元素存在形式不明、存在形式多为无效稀土、稀土元素的作用不清晰或工艺复杂等问题而无法满足大量生产和实际应用的需要。
发明内容
鉴于上述情况，本发明旨在提供一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板及其制备方法，用于解决现有耐候钢合金元素含量较高、稀土元素的作用不清晰的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计包括：C:0.055％～0.08％，Si:0.15％～0.35％，Mn:1.20％～1.50％，P:0.005％～0.014％，S:≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.7％～0.9％，Ni:0.13％～0.2％，Nb:0.025％～0.04％，O≤0.001％，La:0.0050％～0.0350％，余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计可以为：C:0.06％～0.07％，Si:0.20％～0.30％，Mn:1.30％～1.40％，P:0.006％～0.013％，S≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.7％～0.8％，Ni:0.14％～0.19％，Nb:0.025％～0.35％，O≤0.001％，La:0.0055％～0.033％，余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的微观组织为铁素体+珠光体；镧在钢板中的存在形式主要包括：固溶金属镧、金属镧/铁金属化合物、氧化镧、硫氧化镧、硫化镧；其中，60％～87％含量的镧在钢板中的存在形式是固溶金属镧和金属镧/铁金属化合物。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫化物中的镧含量为0.0006％～0.003％。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫化物中的镧含量占镧的总量的13％以下。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫氧化物中的镧含量为0.001％～0.002％。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，固溶稀土及金属间化合物中的镧含量为0.003％～0.03％。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，有效镧的含量＝固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+0.3*硫化镧含量。
进一步的，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，钢板中有效镧的含量为0.003％～0.030％。
本发明还提供了一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的制备方法，用于制备上述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，包括：
步骤1：铁水预处理；
步骤2：转炉冶炼；
步骤3：LF精炼；
步骤4：RH精炼；
步骤5：连铸得到铸坯；
步骤6：将铸坯加热至1180～1220℃并保温1～3小时后进行热连轧后控制冷却、卷取、平整得到屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
a)本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板通过精确控制钢中的氧含量≤10ppm，控制硫含量≤15ppm，La 0.0050％～0.0350％，使得钢中以固溶稀土镧和稀土镧/金属间化合物形式存在的金属态稀土镧含量处于60％～88％(即金属态稀土镧含量占镧总含量60％～87％)，钢中有效镧的含量通过如下公式进行计算：钢中有效镧的含量＝固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+0.3*硫化镧含量，使得有效稀土镧含量不小于63％(例如63％～88％)镧总含量，从而充分利用钢中的有效稀土镧大幅度地提高稀土La耐候钢板的耐大气腐蚀性，同时保证了稀土La耐候钢板的良好的强韧性。
b)本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的制备方法过程简单，可操作性强，适用于工业推广。
c)本发明的钢板强韧性好、耐腐蚀性能优良，其屈服强度480MPa以上(例如490～510MPa)，抗拉强度580MPa以上(例如590～600MPa)，延伸率A 27％以上(例如27.5％～31％)，0℃冲击功KV2≥125J(例如，126～150J)；本发明的钢相对碳钢的提高耐蚀性比例为49％以上。
d)本发明的钢的合金元素含量低，成本低、经济、实用。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明中的钢的有效稀土含量与相对碳钢耐蚀性提高比例之间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本发明提供了一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计包括：C:0.055％～0.08％，Si:0.15％～0.35％，Mn:1.20％～1.50％，P:0.005％～0.014％，S:≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.7％～0.9％，Ni:0.13％～0.2％，Nb:0.025％～0.04％，O≤0.001％，La:0.0050％～0.0350％，余量为Fe及不可避免的杂质。
以下对本发明中所含组分的作用及用量选择作具体说明：
C：碳的加入虽然可以显著提高钢的硬度强度，但过高的碳会降低钢的塑性和韧性，在常规的耐候钢成分范围内碳对耐候性的影响非常小。因此，本发明中综合考虑强度和耐腐蚀性的综合效果，控制其含量为0.055％～0.08％。
Si：Si可以提高钢的淬火、正火和退火温度，提高钢的回火稳定性和抗氧化性。硅可以固溶于铁素体和奥氏体中，提高钢的强度、硬度、弹性和耐磨性。Si过高添加会使得钢的焊接性能恶化。本发明控制其含量在0.15％～0.35％。
Mn：Mn可以提高钢的淬透性，对提高普通低合金钢的强度有显著的作用。锰含量过高时会使钢的焊接性能恶化，促使晶粒长大。在常规的耐候钢成分范围内锰对耐候性的影响不大。本发明控制其含量在1.20％～1.50％。
Cu：Cu是对耐腐蚀性能影响最有效的合金元素之一，Cu可以延缓Fe的阳极溶解或降低锈层的电子导电性，使电子流向阴极区的速率降低，Cu能形成少量不溶的氢氧硫酸铜，如Cu4(SO4)(OH)6和Cu3(SO4)(OH)4，这些化合物可以在锈层的孔隙内析出，提高腐蚀产物膜的阻挡作用。当Cu与P共同作用时，效果更加显著。Cu、P元素的存在可形成各种复合盐，成为FeOOH结晶的核心，使内锈层的晶粒细小，致密。本发明控制其含量在0.25％～0.28％。
P：磷在钢中通常被视为有害元素；但是，它在提高钢的抗大气腐蚀性能方面则具有特殊的效果。在大气腐蚀条件下，钢中的P是阳极去极化剂，它在钢中能加速钢的均匀溶解和Fe2+的氧化速度，有助于在钢的表面形成均匀的FeOOH锈层，促进生成非晶态羟基氧化铁FeOX(OH)3-2x致密保护膜，从而增大了电阻，成为腐蚀介质进入钢基的保护屏障，使钢内部免遭大气腐蚀。当磷形成PO4 3-时还起到缓蚀作用。PO4 3-的形成还可阻止Cl-对锈层的渗透，在海洋性气候中有利于保护性锈层的形成。然而，当钢板较厚时，为了保证可焊性，不宜采用增加磷含量的方法来提高钢的耐候性，应将磷控制在0.04％以下，因磷含量降低而造成的耐候性损失可由添加铬、镍、稀土等元素来弥补。P富集于基体和锈层的界面上，促进致密无定形态物质的形成，降低内锈层的导电性，因而降低腐蚀速率；形成的H2PO4 -还能加速Fe2+向Fe3+的转化，阻止腐蚀产物的长大。综合考虑，本发明控制其含量在0.005％～0.014％。
Cr：Cr的存在会明显加速电化学腐蚀产物向热力学稳定状态发展，锈层分析中发现Cr能明显加速FeXHYOZ→γ-FeOOH→α-FeOOH→α-Fe2O3的转化过程，促进尖晶石化合物的生成；同时，Cr能部分取代Fe而形成铬铁羟基氧化物CrxFe1-xOOH，使α-FeOOH锈层具有阳离子选择性，阻止Cl-、SO4 2-向基体表面渗透而使锈层具有保护作用。Cr对锈层的成分并没有明显的影响，但是在锈层与基体界面附近有一富Cr区域。由于Cr在锈层中的存在，阻碍了锈层的还原及中间态Fe2+的形成。本发明控制其含量在0.7％～0.9％。
Ni：Ni是一种比较稳定的元素。Ni能使钢的腐蚀电位向正移，并主要以NiFe2O4存在于尖晶石型氧化物中，促进了尖晶石向较细、致密结构的转变，细化内锈层晶粒，增加内锈层的致密性，并加速了内锈层的形成。本发明控制其含量在0.13％～0.2％。
Nb：铌是非常重要的微合金化元素之一，是控制轧制钢材的首选元素。它是细化晶粒最有效的合金化元素，强化效果显著。铌对钢的强化作用主要是细晶强化和弥散强化，铌能和钢中的碳氮生成稳定的碳化物和碳氮化物。而且还可以使碳化物分散并形成具有细晶化的钢。在控轧和正火等热处理过程中，它对延缓奥氏体再结晶和细化晶粒的作用极其强烈，这是铌的重要优点之一。在控轧和正火钢中采用比较低的铌含量，例如0.03％左右即能起到显著的作用。铌还可以通过诱导析出和控制冷却速度，实现析出物弥散分布。在较宽的范围内调整钢的韧性水平。因此，加入铌不仅可以提高钢的强度，还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性，降低钢脆性转变温度，获得好的焊接性能和成型性能。本发明控制其含量在0.025％～0.04％。
La：La在钢中以固溶金属镧、金属镧/铁金属化合物、氧化镧、硫氧化镧、硫化镧的形式存在，固溶金属镧、金属镧/铁金属化合物、硫化镧在腐蚀介质中均不稳定，它们腐蚀分解后将释放出La3+离子，而La3+离子在酸性的工业大气腐蚀环境中为典型的阳极型缓蚀剂。La过高添加会造成钢中形成大量的金属镧/铁金属化合物，金属镧/铁金属化合物会造成钢的韧性大幅下降。发明人研究中发现：钢中有效镧的含量＝固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+0.3*硫化镧含量，钢中稀土镧提高耐候性的相对碳钢百分数比例＝α*有效镧的含量，其中α随不同的腐蚀环境而变化(La为0.0350％时，α约为13)，稀土提高耐候性的能力与钢中有效稀土的含量呈现线性关系，而与钢中的稀土总量没有确定的关系；因此，本发明控制其含量在0.0050％～0.0350％。
S：硫在钢材中主要以硫化物形态存在。硫会降低钢的强度、伸长率及冲击值，降低钢的耐蚀性。由于稀土硫化物在腐蚀介质中不稳定，腐蚀分解后将释放出La3+离子，通过稀土离子的缓蚀作用提高耐蚀性，但是另外一方面稀土硫化物腐蚀分解之后会产生H2S、HS-或S2-，伴随产生的H2S、HS-或S2-对铁基体初期的阳极溶解有毒化作用从而会加速钢铁材料的腐蚀，因此稀土硫化物只能计算成部分有效稀土，在有效稀土的计算中引入系数从而更加准确表达稀土硫化物对耐蚀性的影响。本发明根据不同稀硫比稀土钢耐蚀性的研究，同时考虑到钢中稀土硫化物含量较高也会影响力学性能，确定硫含量控制为0.0015％以下，可以更好地发挥稀土提高钢铁材料耐蚀性的能力，故而控制其含量0.0015％以下。
O：由于钢中O含量过高，大部分稀土La会与O形成稀土氧化物或者稀土硫氧化物，发明人在研究过程中发现稀土氧化物、稀土硫氧化物均为无效稀土，稀土氧化物、稀土硫氧化物为难溶化合物，在钢铁材料正常服役腐蚀介质中不能腐蚀溶解，因此无法释放出具有缓蚀性的稀土离子来提高耐蚀性，必须严格控制稀土钢生产过程中的氧含量。本发明控制钢中的氧含量0.001％以下，从而尽量使得稀土在钢中以有效稀土(固溶稀土、稀土/铁金属间化合物和稀土硫化物)的形式存在。
为了进一步改善上述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的综合性能，上述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计可以为：C:0.06％～0.07％，Si:0.20％～0.30％，Mn:1.30％～1.40％，P:0.006％～0.013％，S:≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.7％～0.8％，Ni:0.14％～0.19％，Nb:0.025％～0.35％，O≤0.001％，La:0.0055％～0.033％，余量为Fe及不可避免的杂质。
具体的，上述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的微观组织为铁素体+珠光体，镧在钢中的存在形式主要包括：固溶金属镧、金属镧/铁金属化合物、氧化镧、硫氧化镧、硫化镧；其中，60％～87％(例如60％～86％)含量的镧在钢中的存在形式是固溶金属镧和金属镧/铁金属化合物，这样可以使得钢中有效镧的含量最大，从而更加有效地发挥镧提高耐蚀性的作用。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫化物中的镧含量为0.0006％～0.003％，例如0.0006％～0.0026％。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫化物中的镧含量占镧的总量的13％以下，例如，硫化物中的镧含量占镧的总量的5％～11％。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，氧化物中的镧含量为0.0002％～0.0003％。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫氧化物中的镧含量为0.001％～0.002％，例如0.0011％～0.0018％。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，固溶稀土及金属间化合物中的镧含量为0.003％～0.03％，例如0.0037％～0.028％。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，钢中有效镧的含量＝固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+0.3*硫化镧含量。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，钢中有效镧的含量为0.003％～0.030％，例如0.0038％～0.03％。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，以固溶稀土镧和稀土镧/金属间化合物形式存在的金属态稀土镧含量处于60％～87％(即金属态稀土镧含量占镧总含量60％～87％)。
具体的，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，有效镧含量不小于63％(例如63％～88％)镧总含量。
本发明还提供了上述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的制备方法，包括：
步骤1：铁水预处理；
步骤2：转炉冶炼；
步骤3：LF精炼；
步骤4：RH精炼；
步骤5：连铸得到铸坯；
步骤6：将铸坯加热至1180～1220℃并保温1～3小时后进行热连轧后控制冷却、卷取、平整得到屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板。
具体的，上述步骤1包括：采用KR对铁水进行预脱硫处理，脱硫剂采用CaO(质量百分比为90％)+CaF2(质量百分比为10％)，脱硫渣扒清面积≥90％，入炉铁水硫含量≤20ppm。
具体的，上述步骤2包括：转炉冶炼采用低硫废钢，终渣碱度范围为3.2～3.8，T.Fe≤25％，终点钢水氧含量≤800ppm。
具体的，上述步骤3包括：LF精炼造白渣脱硫，炉渣碱度范围为5～7，MI指数(曼内斯曼指数)为0.2～0.24，(FeO+MnO)％≤1.0％(即精炼炉渣中FeO和MnO总含量1.0％以下)，白渣时间≥25min；调整钢水成分和温度后进行钙处理。
具体的，上述步骤4包括：控制RH精炼真空度<100Pa，真空处理20～25min后，加入稀土镧铁合金，纯循环时间4～6min。
具体的，上述步骤5包括：采用氩气密封长水口和氧化镁质中包覆盖剂对钢水保护浇注，钢水过热度30～45℃。
具体的，上述步骤6中，热连轧的开轧温度为950～1050℃，终轧温度为850～880℃。
具体的，上述步骤6中，控制冷却包括：将热轧后的钢坯水冷至550℃后空冷至室温。
具体的，本发明通过精确控制制备方法的步骤，保证上述步骤6得到的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分为C:0.055％～0.08％，Si:0.15％～0.35％，Mn:1.20％～1.50％，P:0.005％～0.014％，S:≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.7％～0.9％，Ni:0.13％～0.2％，Nb:0.025％～0.04％，O≤0.001％，La:0.0050％～0.0350％，余量为Fe及不可避免的杂质。
与现有技术相比，本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板通过精确控制钢中的氧含量≤10ppm，控制硫含量≤15ppm，La0.0050％～0.0350％，使得钢中以固溶稀土镧和稀土镧/金属间化合物形式存在的金属态稀土镧含量处于60％～88％(即金属态稀土镧含量占镧总含量60％～87％)，钢中有效镧的含量通过如下公式进行计算：钢中有效镧的含量＝固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+0.3*硫化镧含量，使得有效稀土镧含量不小于63％(例如63％～88％)镧总含量，从而充分利用钢中的有效稀土镧大幅度地提高稀土La耐候钢板的耐大气腐蚀性，同时保证了稀土La耐候钢板的良好的强韧性。
本发明的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的制备方法过程简单，可操作性强，适用于工业推广。
本发明的钢板强韧性好、耐腐蚀性能优良，其屈服强度480MPa以上(例如490～510MPa)，抗拉强度580MPa以上(例如590～600MPa)，延伸率A 27％以上(例如27.5％～31％)，0℃冲击功KV2≥125J(例如，126～150J)；本发明的钢相对碳钢的提高耐蚀性比例为49％以上。并且由于本发明的钢板的合金元素含量低，成本低、经济、实用。
实施例1-4
下面以具体的实施例与对比例来展示本发明钢板的成分和工艺参数精确控制的优势。本发明的实施例1-4提供了一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板及其制备方法。
实施例1-4的稀土La耐候钢板的组分以质量百分比计包括：C:0.05％～0.08％，Si:0.25％～0.4％，Mn:0.40％～0.50％，P:0.07％～0.10％，S:≤0.0015％，Cu:0.25％～0.28％，Cr:0.7％～0.9％，Ni:0.10％～0.15％，O≤0.001％，La:0.0050％～0.0350％，余量为Fe及不可避免的杂质。
实施例1-4的稀土La耐候钢板的制备方法包括：
步骤1：铁水预处理：采用KR对铁水进行预脱硫处理，脱硫剂采用CaO(质量百分比为90％)+CaF2(质量百分比为10％)，脱硫渣扒清面积≥90％，入炉铁水硫含量≤20ppm；
步骤2：转炉冶炼：采用低硫废钢，终渣碱度范围为3.2～3.8，T.Fe≤25％，终点钢水氧含量≤800ppm；
步骤3：LF精炼造白渣脱硫，炉渣碱度范围为5～7，MI指数为0.2～0.24，(FeO+MnO)％≤1.0％(即精炼炉渣中FeO和MnO总含量小于1.0％)，白渣时间≥25min；调整钢水成分和温度后进行钙处理；
步骤4：控制RH精炼真空度<100Pa，真空处理20～25min后，加入稀土镧铁合金，纯循环时间4～6min；
步骤5：连铸得到铸坯：采用氩气密封长水口和氧化镁质中包覆盖剂对钢水保护浇注，钢水过热度30～45；
步骤6：将铸坯加热至1180～1220℃并保温1～3小时后进行热连轧后控制冷却、卷取、平整得到屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板。
具体的，上述步骤6中，热连轧的开轧温度为950～1050℃，终轧温度为850～880℃。
具体的，上述步骤6中，控制冷却包括：将热轧后的钢坯水冷至550℃后空冷至室温。
本发明同时提供了7种对比例，实施例1-4和对比例1-7钢板的化学成分见表1。
表1化学成分wt％
实施例和对比例的力学性能见表2。从实施例1到实施例4，可见随着稀土La含量的增加，钢板的冲击韧性呈现下降趋势。对比例3冲击功下降到77J，对比例3中S含量较高达到0.0242％，与实施例5相比可见硫含量较高的情况下稀土钢的冲击韧性将下降。对比例4冲击功下降到68J，对比例4中O含量较高达到0.0083％，与实施例4相比可见O含量较高的情况下稀土钢的冲击韧性将下降。对比例5钢中稀土含量高达0.0671％，冲击韧性大幅下降到49J，可见钢中过高的稀土含量会大幅降低稀土钢的冲击韧性。
表3是本发明的实施例和对比例中不同相中的稀土元素含量结果。
表2力学性能
| 编号 | R/MPam | Rp0.2/MPa | A/％ | KV2(J,0℃) |
| 实施例1 | 595 | 490 | 30.2 | 148 |
| 实施例2 | 600 | 505 | 29.5 | 145 |
| 实施例3 | 590 | 490 | 28.0 | 136 |
| 实施例4 | 595 | 495 | 27.5 | 126 |
| 对比例1 | 495 | 380 | 25.5 | 125 |
| 对比例2 | 615 | 500 | 28.5 | 136 |
| 对比例3 | 605 | 495 | 15.5 | 77 |
| 对比例4 | 590 | 490 | 14.5 | 68 |
| 对比例5 | 615 | 505 | 12.0 | 49 |
| 对比例6 | 600 | 495 | 28.5 | 128 |
| 对比例7 | 615 | 505 | 29.5 | 133 |
表3不同相中La或Ce的质量百分比及有效La或Ce含量(％)
为了说明本发明的钢板的耐蚀性能，将实施例和对比例的钢采用72小时周浸加速腐蚀试验腐蚀速率数据(试验标准TB/T 2375-93)对耐蚀性能进行衡量，并与相同测试条件下的对比例进行对比，通过此实验来评价本发明的钢板的耐蚀性能。耐蚀试验的结果如表4所示。
对比例7为常规Q450NQR1耐候钢，对比例2为降低Cu和Ni后的Q450NQR1耐候钢，可见常规Q450NQR1降低Cu和Ni后其耐蚀性有所下降；实施例1到实施例4降低了钢中的Cu和Ni含量但是在低氧低硫前提下添加稀土镧，利用稀土镧提高了实施例1到实施例4的耐蚀性，使得实施例1到实施例4在降低钢中Cu和Ni含量的情况下仍能保持和常规Q450NQR1相近的耐蚀性，在钢中有效稀土含量达到0.02788％的时候耐蚀性可以超过常规Q450NQR1。
从表1和表3可知，对比例3中镧的含量是0.0316％，而有效稀土含量是0.00869％，对比例3相对碳钢的提高耐蚀性比例为51.58％，实施例4中镧的含量是0.0318％，而有效稀土含量是0.02788％，实施钢4相对碳钢的提高耐蚀性比例为57.98％，大幅高于对比例3，可见稀土镧提高耐蚀性的能力与钢中稀土镧的有效稀土含量成正比关系而与钢中稀土总量无直接的关系。
从表1和表3可知，对比例4中镧的含量是0.0326％，而有效稀土含量是0.00653％，对比例4相对碳钢的提高耐蚀性比例为50.76％，实施例4中镧的含量是0.0318％，而有效稀土含量是0.02788％，实施钢4相对碳钢的提高耐蚀性比例为57.98％，大幅高于对比例4，可见稀土镧提高耐蚀性的能力与钢中稀土镧的有效稀土含量成正比关系而与钢中稀土总量无直接的关系。
从表1和表3可知，对比例6中铈的含量是0.0322％，而有效稀土铈含量是0.02756％，对比例6相对碳钢的提高耐蚀性比例为52.34％，实施例4中镧的含量是0.0318％，而有效稀土含量是0.02788％，实施钢4相对碳钢的提高耐蚀性比例为57.98％大幅高于对比例6，可见稀土镧提高耐蚀性的能力大于稀土铈。
从表4和图1可见，随着钢中稀土镧有效稀土含量的增加，试验钢的耐蚀性也随之增加，稀土镧有效稀土含量和试验钢的耐蚀性基本呈现线性关系。
表4腐蚀试验数据
综上分析可见，本发明中通过控制稀土La耐候钢中的氧含量≤10ppm，控制硫含量≤15ppm，La 0.0050％～0.0350％，使得钢中以固溶稀土镧和稀土镧/金属间化合物形式存在的金属态稀土镧含量处于60％～88％(即金属态稀土镧含量占镧总含量60％～88％)范围，钢中有效镧的含量通过如下公式进行计算：钢中有效镧的含量＝固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+0.3*硫化镧含量，使得有效稀土镧含量不小于63％(例如63％～88％)镧总含量，从而充分利用钢中的有效稀土镧大幅度地提高稀土La耐候钢板的耐大气腐蚀性，同时保证了稀土La耐候钢板的良好的强韧性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计包括：C: 0. 055%~0.08%，Si:0.15%~0.35%，Mn:1.20%~1.50%，P:0.005%~0.014%，，Cu:0.25%~0.28%，Cr:0.7%~0.9%，Ni:0.13%~0.2%，Nb:0.025%~0.04%，/>，La:0.0050%~0.0350%，余量为Fe及不可避免的杂质；
所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的微观组织为铁素体+珠光体；镧在钢板中的存在形式主要包括：固溶金属镧、金属镧/铁金属化合物、氧化镧、硫氧化镧、硫化镧；其中，60%~87%含量的镧在钢板中的存在形式是固溶金属镧和金属镧/铁金属化合物；
所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，有效镧的含量=固溶金属镧含量+金属镧/铁金属化合物含量+；
上述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板相对碳钢的提高耐蚀性比例为49%以上。
2. 根据权利要求1所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的组分以质量百分比计可以为：C: 0.06%~0.07%，Si:0.20%~0.30%，Mn:1.30%~1.40%，P:0.006%~0.013%，，Cu:0.25%~0.28%，Cr:0.7%~0.8%，Ni:0.14%~0.19%，Nb:0.025%~0.033%，/>，La:0.0055%~0.033%，余量为Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫化物中的镧含量为0.0006%~0.003%。
4.根据权利要求1所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫化物中的镧含量占镧的总量的13%以下。
5.根据权利要求1所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，硫氧化物中的镧含量为0.001%~0.002%。
6.根据权利要求1所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，固溶稀土及金属间化合物中的镧含量为0.003%~0.03%。
7.根据权利要求1所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，其特征在于，所述屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板中，钢板中有效镧的含量为0.003%~0.030%。
8.一种屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-7任一项所述的屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板，包括：
步骤1：铁水预处理；
步骤2：转炉冶炼；
步骤3：LF精炼；
步骤4：RH精炼；
步骤5：连铸得到铸坯；
步骤6：将铸坯加热至1180~1220℃并保温1~3小时后进行热连轧后控制冷却、卷取、平整得到屈服强度450MPa级的稀土耐候钢板。
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