CN116770184A - 耐蚀焊丝钢盘条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种耐蚀焊丝钢盘条及其制备方法。盘条的化学成分以质量百分比计包括：C 0.03~0.06%，Si 0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo 0.70~0.85%，Al 0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种耐蚀焊丝钢盘条及其制备方法。
背景技术
随着交通运输行业的快速发展以及冶金行业的不断进步，跨海大桥和海底隧道得到了大量的应用和推广，钢铁材料在海洋环境中的应用也有了大幅度的增加。然而海洋环境由于高盐、高湿热、潮汐以及微生物的作用，具有极大的腐蚀性，因此对于服役于海洋环境的钢材不仅具有强韧性等力学性能的要求，而且对其耐腐蚀性能也提出了极高的要求。
耐蚀钢筋就是其中的一种常用钢材，而钢筋的连接通常采用机械套筒或者熔融焊接的方式，尤其是电弧焊，由于设备简单、工艺成熟得到了广泛的应用。然而现有的电弧焊所用的焊丝耐蚀性较差，对应地，焊接后形成的焊接接头的耐蚀性能也很差，无法满足耐蚀钢筋在海洋环境中的服役要求，而焊接接头一旦被腐蚀，将严重影响钢筋连接的安全性，甚至造成重大安全事故，因此对焊丝的海洋环境耐腐蚀性能提出了很高的要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐蚀焊丝钢盘条，还涉及一种耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，以进一步加工制备出耐蚀焊丝，以满足海洋环境对服役于其中的耐蚀钢筋的焊接要求。
为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种耐蚀焊丝钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C 0.03~0.06%，Si 0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo 0.70~0.85%，Al 0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述耐蚀焊丝钢盘条的组织为铁素体+贝氏体的复合组织，其中，铁素体的比例为60~75%，铁素体的晶粒尺寸为7.5~9.5μm。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述耐蚀焊丝钢盘条的屈服强度为335~385MPa，抗拉强度为465~515MPa，面缩率≥65%；
在5%的NaCl中性盐雾腐蚀试验中，所述盘条的失重腐蚀速率为0.45~0.60g/(m2·h)；
在3.5%的NaCl中性溶液中，所述盘条的自腐蚀电位为-0.37~-0.25V，极化电阻为50~65kΩ/cm2，自腐蚀电流密度为6.7~8.2μA/cm2。
为实现上述目的之一，本发明一实施方式还提供了一种如上所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，包括依序进行的以下工序：铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、高线轧制、控制冷却；
其中，所述转炉冶炼工序中，出钢1/4时加入锰铁及硅锰合金，出钢1/2时按照每吨钢水125~145kg加入预热后的铬镍钼合金块，所述铬镍钼合金块的化学成分以质量百分比计包括：Cr 60~62%、Mo 10~12%、Ni 5~8%、Fe 18~25%、C＜0.1%，所述铬镍钼合金块的预热温度为800~900℃；
所述高线轧制工序中，包括依次进行的粗轧及精轧步骤，粗轧的开轧温度为1080~1120℃，终轧温度为1020~1050℃；精轧的开轧温度为980~1020℃，终轧温度为960~1000℃；吐丝温度为950~980℃；
所述控制冷却工序包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，所述第一冷却段自1#保温罩延伸至8#保温罩，1~8#保温罩全部关闭，风机全部关闭，辊道速度为0.1~0.15m/s，盘条冷速为0.5~0.65℃/s，所述第一冷却段的终点温度≥650℃；所述第二冷却段自9#保温罩延伸至12#保温罩，9~12#保温罩全部打开，风机全部关闭，辊道速度为0.35~0.45m/s，盘条冷速为0.8~1.0℃/s，所述第二冷却段的终点温度≤520℃；所述第三冷却段自12#保温罩延伸至16#保温罩，12~16#保温罩全部打开，10~12#风机开启且风量为30%，辊道速度为0.55~0.65m/s，盘条冷速为1.5~1.8℃/s；集卷温度≤300℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述铁水预脱硫工序中，待脱硫的高炉铁水中S≤0.08%、P≤0.12%；脱硫终点的铁水温度≥1400℃，S≤0.003%，脱硫渣的扒渣率≥99%。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述转炉冶炼工序中，将脱硫后的铁水送入转炉中进行吹氧冶炼，转炉终点的钢水中C≤0.03%、P≤0.08%、Si≤0.20%，出钢温度为1600~1615℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述LF精炼工序中，将所述转炉冶炼工序所出的钢水注入LF炉后，按照每吨钢水添加4.8~6.5kg石灰、1.5~2.2kg萤石进行调白渣，之后软搅拌，软搅拌时间为10~15min；之后按照每吨钢水添加2.2~2.8kg铝块、1.8~2.4kg铌铁进行合金化；之后取样检测并微调钢水成分；精炼期间全程底吹氩气，底吹氩气的流量为350~500L/min，出钢温度为1585~1600℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述RH精炼工序中，将所述LF精炼工序所出的钢水送入RH真空炉中进行真空精炼，控制真空度≤2mbar，真空脱气时间≥18min，净循环处理时间≥10min，控制钢水中C≤0.03%、N≤0.004%、O≤0.0002%，之后破真空出钢，出钢温度为1575~1590℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述连铸工序中，控制中间包温度为1535~1555℃，连铸过程采用大包长水口及氩封、碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇筑，并采用无碳保护渣或者超低碳保护渣，其中长水口的氩封流量为80~150L/min，凝固二冷区采用电磁搅拌和凝固末端动态轻压下，电磁搅拌的振动频率为2~5Hz并控制液面波动在±2mm以内，控制压下量为2~5mm；将所得小方坯堆入缓冷坑加盖保温棉，缓冷至300℃以下后拆坯，缓冷的冷速<1.5℃/min。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述加热工序中，将所述连铸工序所得的小方坯经表面检查后装入加热炉中进行加热，加热段温度为850~1050℃，均热段温度为1150~1250℃，均热段的加热时间≥60min，加热总时间为100~150min。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
（1）化学成分设计中，通过C、Si、Mn及其含量的精确控制，确保耐蚀焊丝钢盘条具有优异的强度、韧性、耐磨性以及焊接性能；通过Ni元素及含量的控制，扩大奥氏体相区，强化温度奥氏体，显著降低脆韧转变温度，提升塑韧性，进一步结合对强塑性指数SE的控制，综合考虑各元素的相变强化、固溶强化、析出强化作用差异，可以保证耐蚀焊丝钢盘条具有优异的力学性能，并且可以实现无退火拉丝，且拉拔不易断丝；通过Cr及其含量的控制，大幅提升盘条的自腐蚀电位，在后续制备成焊丝对钢筋进行焊接时，减小焊接接头与钢筋的腐蚀电位差，在焊接接头表面形成致密的钝化膜层，以有效阻碍氯离子的侵蚀；同时Al可在焊接接头的表层生成致密的Al2O3膜层，而Mo可在表面发生点腐蚀后作为腐蚀空隙的填充修复粒子，有效抑制腐蚀的进一步扩展；进一步结合对耐腐蚀性指数CE的控制，可以使焊接接头表面具备足够致密的钝化膜，使焊接区域的自腐蚀电位与耐蚀钢筋趋于一致，使焊接区域具备优异的耐蚀性能，并且降低生产难度，节约成本。
（2）基于化学成分的设计，结合对耐蚀焊丝钢盘条的生产工艺控制，不仅可以提高耐蚀合金元素的收得率，而且可以保证采用本方法制备而成的耐蚀焊丝钢盘条的组织为铁素体+贝氏体的复合组织，其中铁素体的比例为60~75%，铁素体的晶粒尺寸为7.5~9.5μm，且耐蚀焊丝钢盘条的屈服强度为335~385MPa，抗拉强度为465~515MPa，面缩率≥65%，力学性能优异；在5%的NaCl中性盐雾腐蚀试验中，耐蚀焊丝钢盘条的失重腐蚀速率为0.45~0.60g/(m2·h)，其耐海水腐蚀性能相较于普通HRB400钢筋提高了3倍以上，且在3.5%的NaCl中性溶液中，耐蚀焊丝钢盘条的自腐蚀电位为-0.37~-0.25V，极化电阻为50~65kΩ/cm2，自腐蚀电流密度为6.7~8.2μA/cm2。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
本发明一实施方式中，提供了一种耐蚀焊丝钢盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C 0.03~0.06%，Si 0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo0.70~0.85%，Al 0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
其中，[Cr]表示Cr的质量百分比，[Ni]表示Ni的质量百分比，[Mo]表示Mo的质量百分比，[Al]表示Al的质量百分比，[Mn]表示Mn的质量百分比，[Nb]表示Nb的质量百分比。
本发明的化学成分设计中，通过C、Si、Mn及其含量的精确控制，确保耐蚀焊丝钢盘条具有优异的强度、韧性、耐磨性以及焊接性能；通过Ni元素及含量的控制，扩大奥氏体相区，强化温度奥氏体，显著降低脆韧转变温度，提升塑韧性，进一步结合对强塑性指数SE的控制，综合考虑各元素的相变强化、固溶强化、析出强化作用差异，可以保证耐蚀焊丝钢盘条具有优异的力学性能，并且可以实现无退火拉丝，且拉拔不易断丝；通过Cr及其含量的控制，大幅提升盘条的自腐蚀电位，在后续制备成焊丝对钢筋进行焊接时，减小焊接接头与钢筋的腐蚀电位差，在焊接接头表面形成致密的钝化膜层，以有效阻碍氯离子的侵蚀；同时Al可在焊接接头的表层生成致密的Al2O3膜层，而Mo可在表面发生点腐蚀后作为腐蚀空隙的填充修复粒子，有效抑制腐蚀的进一步扩展；进一步结合对耐腐蚀性指数CE的控制，可以使焊接接头表面具备足够致密的钝化膜，使焊接区域的自腐蚀电位与耐蚀钢筋趋于一致，使焊接区域具备优异的耐蚀性能，并且降低生产难度，节约成本，全面提升耐蚀焊丝钢盘条进一步拉拔制备的耐蚀焊丝在对钢筋焊接时形成的焊接接头在海洋工程服役过程中的综合性能。
尤其是综合考虑到各元素对耐腐蚀性能和力学性能的影响，建立起多个元素之间的关联关系，保证耐蚀焊丝钢盘条具备优异的海洋环境耐腐蚀性能、较高的强度、较好的韧性和成型性能，并且合金成本较低。
具体地，在微观组织方面，耐蚀焊丝钢盘条的组织为铁素体+贝氏体的复合组织，其中，铁素体的比例为60~75%，铁素体的晶粒尺寸为7.5~9.5μm。
在力学性能方面，耐蚀焊丝钢盘条的屈服强度为335~385MPa，抗拉强度为465~515MPa，面缩率≥65%。
在耐腐蚀性能方面，在5%的NaCl中性盐雾腐蚀试验中，具体地，在5%的NaCl中性盐雾气氛中处理720h，耐蚀焊丝钢盘条的失重腐蚀速率为0.45~0.60g/(m2·h)，相较于普通HRB400钢筋，耐蚀焊丝钢盘条对海水的耐腐蚀性能提高了3倍以上；在3.5%的NaCl中性溶液中，耐蚀焊丝钢盘条的自腐蚀电位为-0.37~-0.25V，极化电阻为50~65kΩ/cm2，自腐蚀电流密度为6.7~8.2μA/cm2。
本发明一实施方式还提供了所述耐蚀焊丝钢盘条的一种优选制备方法，包括依序进行的以下工序：铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、高线轧制、控制冷却。
通过上述制备方法制备得到的耐蚀焊丝钢盘条的化学成分以质量百分比计包括：C 0.03~0.06%，Si 0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo 0.70~0.85%，Al 0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
下面按照生产顺序对所述制备方法进行详细介绍。
（1）铁水预脱硫工序
将高炉铁水送入铁水包并加入脱硫剂进行KR法预脱硫，其中，待脱硫的高炉铁水中S≤0.08%、P≤0.12%；脱硫终点的铁水温度≥1400℃，S≤0.003%，脱硫渣的扒渣率≥99%。
（2）转炉冶炼工序
将脱硫后的铁水送入转炉中进行吹氧冶炼，出钢1/4时加入锰铁及硅锰合金，出钢1/2时按照每吨钢水125~145kg加入预热后的铬镍钼合金块，所述铬镍钼合金块的化学成分以质量百分比计包括：Cr 60~62%、Mo 10~12%、Ni 5~8%、Fe 18~25%、C＜0.1%，所述铬镍钼合金块的预热温度为800~900℃。
也就是说，在将所述铬镍钼合金块加入钢水中前，先对铬镍钼合金块进行预热，至铬镍钼合金块的温度达到800~900℃后加入钢水中，一方面可以避免由于铬镍钼合金块的加入量较大而导致钢水的温度急速降低，降低偏析比，另一方面，可以缩短铬、镍、钼合金元素溶入钢水所需的时间，减少合金氧化烧损，提高合金收得率，提升生产效率。
优选地，转炉终点的钢水中C≤0.03%、P≤0.08%、Si≤0.20%，出钢温度为1600~1615℃。
（3）LF精炼工序
将转炉冶炼工序所出的钢水注入LF炉后，按照每吨钢水添加4.8~6.5kg石灰、1.5~2.2kg萤石进行调白渣，之后软搅拌，软搅拌时间为10~15min；之后按照每吨钢水添加2.2~2.8kg铝块、1.8~2.4kg铌铁进行合金化；之后取样检测并微调钢水成分；精炼期间全程底吹氩气，底吹氩气的流量为350~500L/min，出钢温度为1585~1600℃。
（4）RH真空精炼工序
将LF精炼工序所出的钢水送入RH真空炉中进行真空精炼，控制真空度≤2mbar，真空脱气时间≥18min，净循环处理时间≥10min，控制钢水中C≤0.03%、N≤0.004%、O≤0.0002%，之后破真空出钢，出钢温度为1575~1590℃。
RH真空精炼工序终点的钢水的化学成分以质量百分比计包括：C 0.03~0.06%，Si0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo 0.70~0.85%，Al 0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
RH真空精炼工序终点的钢水的化学成分决定了最终所得的耐蚀焊丝钢盘条的化学成分，也即，RH真空精炼工序终点的钢水的化学成分与最终所得的耐蚀焊丝钢盘条的化学成分相一致。
（5）连铸工序
将RH真空精炼工序所出的钢水连铸成小方坯，控制中间包温度为1535~1555℃，连铸过程采用大包长水口及氩封、碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇筑，并采用无碳保护渣或者超低碳保护渣，其中长水口的氩封流量为80~150L/min，凝固二冷区采用电磁搅拌和凝固末端动态轻压下，电磁搅拌的振动频率为2~5Hz并控制液面波动在±2mm以内，控制压下量为2~5mm；将所得小方坯堆入缓冷坑加盖保温棉，缓冷至300℃以下后拆坯，缓冷的冷速<1.5℃/min。
其中，小方坯的截面尺寸为140~160mm×140~160mm，长度为13000~16500mm。
（6）加热工序
将连铸工序所得的小方坯经表面检查后装入加热炉中进行加热，加热段温度为850~1050℃，均热段温度为1150~1250℃，均热段的加热时间≥60min，加热总时间为100~150min，以保证所添加的合金元素有效固溶。
（7）高线轧制工序
将加热后的小方坯轧制成盘条，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C0.03~0.06%，Si 0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo 0.70~0.85%，Al 0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
高线轧制工序包括依次进行的粗轧及精轧步骤，粗轧的开轧温度为1080~1120℃，终轧温度为1020~1050℃；精轧的开轧温度为980~1020℃，终轧温度为960~1000℃；吐丝温度为950~980℃。
（8）控制冷却工序
将轧制所得的盘条送入斯太尔摩冷却线进行冷却。
具体地，控制冷却工序包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，所述第一冷却段自1#保温罩延伸至8#保温罩，1~8#保温罩全部关闭，风机全部关闭，辊道速度为0.1~0.15m/s，盘条冷速为0.5~0.65℃/s，所述第一冷却段的终点温度≥650℃；所述第二冷却段自9#保温罩延伸至12#保温罩，9~12#保温罩全部打开，风机全部关闭，辊道速度为0.35~0.45m/s，盘条冷速为0.8~1.0℃/s，所述第二冷却段的终点温度≤520℃；所述第三冷却段自12#保温罩延伸至16#保温罩，12~16#保温罩全部打开，10~12#风机开启且风量为30%，辊道速度为0.55~0.65m/s，盘条冷速为1.5~1.8℃/s；集卷温度≤300℃。通过分段控冷，可以实现对盘条组织和性能的进一步精细控制。
如此，本实施方式的生产方法，在前述化学成分设计的基础上，结合对耐蚀焊丝钢盘条的生产工艺控制，不仅提高了耐蚀合金元素的收得率，而且采用本方法制备而成的耐蚀焊丝钢盘条的组织为铁素体+贝氏体的复合组织，其中铁素体的比例为60~75%，铁素体的晶粒尺寸为7.5~9.5μm，且耐蚀焊丝钢盘条的屈服强度为335~385MPa，抗拉强度为465~515MPa，面缩率≥65%，力学性能优异。在耐腐蚀性能方面，在5%的NaCl中性盐雾腐蚀试验中，耐蚀焊丝钢盘条的失重腐蚀速率为0.45~0.60g/(m2·h)，其耐海水腐蚀性能相较于普通HRB400钢筋提高了3倍以上，且在3.5%的NaCl中性溶液中，耐蚀焊丝钢盘条的自腐蚀电位为-0.37~-0.25V，极化电阻为50~65kΩ/cm2，自腐蚀电流密度为6.7~8.2μA/cm2，从而可以保证进一步拉拔制备出的焊丝具有优良的海洋环境耐腐蚀性能。
以下通过具体序号为1~7的7个实施例，进一步对本发明的具体实施方式予以介绍。当然，这7个实施例仅为本实施方式所含众多变化实施例中的一部分，而非全部。在前述实施方式的基础上进行的其它实施例，未脱离本发明的技艺宗旨。
首先，实施例1~7均提供了一种耐蚀焊丝钢盘条，所述盘条的化学成分如表1所示，其余为Fe和不可避免的杂质。
表1
对于各个实施例的盘条的生产方法，均是采用包括依序进行的铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、高线轧制、控制冷却的工艺路线。其中各个工序的具体操作请参前文所述，于此不再重复。
对实施例1~7的盘条，按照相同的测试方法进行取样并进行金相组织检测、力学性能检测和盐雾腐蚀试验，检测结果如下：
（1）组织方面，采用金相显微镜对盘条进行观察，发现实施例1~7的盘条的组织均为铁素体和贝氏体的两相组织，其中铁素体和贝氏体的百分比、以及铁素体的尺寸分别如表2所示；
（2）力学性能方面，参照GB/T 228.1-2021中的试验方法及定义，对盘条的屈服强度、抗拉强度、面缩率进行测试，测得实施例1~7的盘条的屈服强度、抗拉强度、面缩率分别如表2所示；
（3）耐腐蚀性能方面，参照GB/T 10125-2021中的试验方法及定义，将实施例1~7的盘条分别在5%的NaCl中性盐雾气氛中测试720h，测得盘条的失重腐蚀速率如表3所示，相较于普通HRB400钢筋，实施例1~7的盘条的耐腐蚀性能均提高了3倍以上；在3.5%的NaCl中性溶液中，测得实施例1~7的盘条的自腐蚀电位、极化电阻、自腐蚀电流密度如表3所示。
表2
表3
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种耐蚀焊丝钢盘条，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C 0.03~0.06%，Si 0.15~0.30%，Mn 0.50~0.65%，Ni 0.15~0.30%，Cr 6.0~7.5%，Mo 0.70~0.85%，Al0.15~0.30%，Nb 0.10~0.15%，P≤0.010%，S≤0.005%，N≤0.005%，O≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，耐腐蚀性指数CE=0.5[Cr]+5[Ni]+3.5[Mo]+8[Al]，CE为8.5~10%；强塑性指数SE=5[Mn]+0.8[Cr]+2[Mo]+10[Nb]，SE为10.5~12%。
2.根据权利要求1所述的耐蚀焊丝钢盘条，其特征在于，其组织为铁素体+贝氏体的复合组织，其中，铁素体的比例为60~75%，铁素体的晶粒尺寸为7.5~9.5μm。
3.根据权利要求1所述的耐蚀焊丝钢盘条，其特征在于，其屈服强度为335~385MPa，抗拉强度为465~515MPa，面缩率≥65%；
在5%的NaCl中性盐雾腐蚀试验中，所述盘条的失重腐蚀速率为0.45~0.60g/(m2·h)；
在3.5%的NaCl中性溶液中，所述盘条的自腐蚀电位为-0.37~-0.25V，极化电阻为50~65kΩ/cm2，自腐蚀电流密度为6.7~8.2μA/cm2。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，包括依序进行的以下工序：铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、高线轧制、控制冷却；
其中，所述转炉冶炼工序中，出钢1/4时加入锰铁及硅锰合金，出钢1/2时按照每吨钢水125~145kg加入预热后的铬镍钼合金块，所述铬镍钼合金块的化学成分以质量百分比计包括：Cr 60~62%、Mo 10~12%、Ni 5~8%、Fe 18~25%、C＜0.1%，所述铬镍钼合金块的预热温度为800~900℃；
所述高线轧制工序中，包括依次进行的粗轧及精轧步骤，粗轧的开轧温度为1080~1120℃，终轧温度为1020~1050℃；精轧的开轧温度为980~1020℃，终轧温度为960~1000℃；吐丝温度为950~980℃；
所述控制冷却工序包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，所述第一冷却段自1#保温罩延伸至8#保温罩，1~8#保温罩全部关闭，风机全部关闭，辊道速度为0.1~0.15m/s，盘条冷速为0.5~0.65℃/s，所述第一冷却段的终点温度≥650℃；所述第二冷却段自9#保温罩延伸至12#保温罩，9~12#保温罩全部打开，风机全部关闭，辊道速度为0.35~0.45m/s，盘条冷速为0.8~1.0℃/s，所述第二冷却段的终点温度≤520℃；所述第三冷却段自12#保温罩延伸至16#保温罩，12~16#保温罩全部打开，10~12#风机开启且风量为30%，辊道速度为0.55~0.65m/s，盘条冷速为1.5~1.8℃/s；集卷温度≤300℃。
5.根据权利要求4所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述铁水预脱硫工序中，待脱硫的高炉铁水中S≤0.08%、P≤0.12%；脱硫终点的铁水温度≥1400℃，S≤0.003%，脱硫渣的扒渣率≥99%。
6.根据权利要求4所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序中，将脱硫后的铁水送入转炉中进行吹氧冶炼，转炉终点的钢水中C≤0.03%、P≤0.08%、Si≤0.20%，出钢温度为1600~1615℃。
7.根据权利要求4所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述LF精炼工序中，将所述转炉冶炼工序所出的钢水注入LF炉后，按照每吨钢水添加4.8~6.5kg石灰、1.5~2.2kg萤石进行调白渣，之后软搅拌，软搅拌时间为10~15min；之后按照每吨钢水添加2.2~2.8kg铝块、1.8~2.4kg铌铁进行合金化；之后取样检测并微调钢水成分；精炼期间全程底吹氩气，底吹氩气的流量为350~500L/min，出钢温度为1585~1600℃。
8.根据权利要求4所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述RH真空精炼工序中，将所述LF精炼工序所出的钢水送入RH真空炉中进行真空精炼，控制真空度≤2mbar，真空脱气时间≥18min，净循环处理时间≥10min，控制钢水中C≤0.03%、N≤0.004%、O≤0.0002%，之后破真空出钢，出钢温度为1575~1590℃。
9.根据权利要求4所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述连铸工序中，控制中间包温度为1535~1555℃，连铸过程采用大包长水口及氩封、碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇筑，并采用无碳保护渣或者超低碳保护渣，其中长水口的氩封流量为80~150L/min，凝固二冷区采用电磁搅拌和凝固末端动态轻压下，电磁搅拌的振动频率为2~5Hz并控制液面波动在±2mm以内，控制压下量为2~5mm；将所得小方坯堆入缓冷坑加盖保温棉，缓冷至300℃以下后拆坯，缓冷的冷速<1.5℃/min。
10.根据权利要求4所述的耐蚀焊丝钢盘条的制备方法，其特征在于，所述加热工序中，将所述连铸工序所得的小方坯经表面检查后装入加热炉中进行加热，加热段温度为850~1050℃，均热段温度为1150~1250℃，均热段的加热时间≥60min，加热总时间为100~150min。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110042301A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-23 | 鞍钢股份有限公司 | 经济型400MPa级耐候栓钉用盘条、生产方法及其制备的栓钉 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110042301A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-23 | 鞍钢股份有限公司 | 经济型400MPa级耐候栓钉用盘条、生产方法及其制备的栓钉 |
| CN116397159A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-07-07 | 本钢板材股份有限公司 | 一种气保焊丝用钢H08MnSiCuCrNiⅡ及生产制备方法 |
| CN116288018A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-06-23 | 江苏沙钢集团有限公司 | 耐腐蚀热轧盘条及其生产方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117004868A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-07 | 张家港荣盛特钢有限公司 | 高导电率盘条及其生产方法 |
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