專利名稱：：一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于低合金鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種耐腐蝕熱軋低合金鋼板
背景技術(shù)：
：隨著社會的不斷進步，人類對海洋的依賴性越來越強，用于海上物流、海洋資源開發(fā)等的設(shè)施正在消耗越來越多的鋼材。低合金鋼是海洋環(huán)境中應(yīng)用最廣泛的材料，但其在海洋環(huán)境中的腐蝕是不可避免的，不僅腐蝕損失巨大，而且會造成材料的過早失效。即使采用電化學(xué)保護措施和表面隔離防護，仍然不能完全避免在特定環(huán)境下的腐蝕的發(fā)生。為了延長低合金鋼在海洋環(huán)境中的使用壽命，人們從上世紀(jì)30年代起就開始開發(fā)具有耐海水腐蝕能力的低合金鋼。如美國開發(fā)了Mariner系列(Ni-Cu-P)產(chǎn)品，日本開發(fā)的Mari1oy系列(Cu-Cr-A1)產(chǎn)品，法國開發(fā)的APS25等系列(Cr-Al)產(chǎn)品等?，F(xiàn)有技術(shù)中還有復(fù)合添加Ni-Qi-P的低合金鋼，在飛濺區(qū)的腐蝕速率要低于普通碳素鋼，但是由于P的加入，相對來講鋼的焊接性能的受到影響?，F(xiàn)有技術(shù)的Cu-Cr-Al系耐海水腐蝕鋼，在飛濺區(qū)腐蝕速度與碳鋼沒有太大差別，長期實際掛片實驗已經(jīng)得到證實。而APS25系列產(chǎn)品Cr-Al合金含量較高，焊接性、韌性不好。中國也根據(jù)自己的資源情況開發(fā)了10CrMoAl、10Cr2MoAlRE等產(chǎn)品。經(jīng)過實際掛片實驗，結(jié)果表明，在海水飛濺區(qū)都不能有效延緩鋼的腐蝕速率，達不到理想的提高低合金鋼在飛濺區(qū)的耐腐蝕壽命目的。日本新日鐵公司開發(fā)出了含3.0%Ni、0.4%Cu的SMA-MOD系列產(chǎn)品{《提高了耐鹽性的3%Ni耐候鋼》一〈新日鐵技報第377號〉(2002年)}，這種產(chǎn)品不利用Si、Al作為耐腐蝕元素，經(jīng)海岸大氣曝曬實驗表明其具有良好的耐cr腐蝕特性。但這種產(chǎn)品含M高，所以成本較高。日本專利申請?zhí)枮槠?0-232013《在高海鹽環(huán)境中耐蝕性能優(yōu)越的機械制造用鋼》其Ni在1.5%~7.0%，Cr和Al低，C含量高(0.15%0.45%)，它屬于棒、線材，焊接性不好。日本專利申請?zhí)枮槠?-163540的專利中，提出2.0°/。Ni、0.4%Mo、0.2%Cu等方案。其方案中仍然保留P，存在焊接上擔(dān)心，而且Mo因資源緊缺而價格昂貴，使這種設(shè)計的成本很高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有耐腐蝕熱軋低合金鋼板存在的問題，公開一種耐腐蝕熱軋低合金鋼板，控制貴重合金元素含量，添加廉價元素A1、Ca、Si，提高鋼板在海水飛濺區(qū)耐腐蝕的性能。本發(fā)明公開一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，其成分(重量百分比)含C:0.02%0.12%，Si:0.40%0.80%，Mn:0.15%2扁，P:$0.02%,S:S0.006%，Al:0.05%0.35%，Ni:0.70%2.0%，Cu:0.20%0.60%，Cr:其最大殘量不得超過0.08%，Ca:0.0005%0.004%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明為強化鋼板是性能，添加Nb、Ti、V等微量元素一種或一種以上，Nb《0.07%，Ti《0.15%，V《0.05%，總量不超過0.22%。W作為強化元素和進一步提高耐飛濺區(qū)腐蝕性能的元素，添加W，其范圍為0.2%0.5%。合理添加W可以在保持相同的耐飛濺區(qū)腐蝕性能的前提下，降低合金添加量，從而降低成本，所以根據(jù)實際成本要求和耐腐蝕性要求，將W作為強化元素和耐腐蝕性能的補充元素添加。本發(fā)明屬于Ni-Cu-Si-Al系列產(chǎn)品，其產(chǎn)品中各元素的選擇理由如下，C元素是強化元素，其低于0.02%時，固溶強化作用不足。超過0.12%，碳當(dāng)量提高，焊接性不利，因此限定其范圍為0.02%~0.12%。Si元素是本發(fā)明的重要特征，Si元素由于易在銹層內(nèi)形成FeySiOx類型的難溶的硅酸鹽沉淀，對降低在飛濺區(qū)的腐蝕速率作用明顯，其必要的含量為0.40%，但其超過0.80%時對鋼材的延伸率產(chǎn)生不良的影響，因此限定其上限為0.80%。Mn是強化元素，又是鋼中冶煉時必然存在的元素。根據(jù)要達到的強度級別水平確定其含量范圍，但使其低于0.15%對冶煉要求高,增加成本。高于2.00%，會使碳當(dāng)量增加過高，不利于焊接，因此確定其范圍為0.15%~2.00%。Ni本發(fā)明將Ni元素選擇為耐飛濺區(qū)腐蝕的重要元素，是因為M元素可改變飛濺區(qū)銹層中主要組分的相對含量(增加a-FeOOH組分的含量)，從而促進銹層非晶化程度的提高。而且，Ni不會降低鋼的焊接性，且有利于韌性的提高。其低于0.70%，這種作用變得不明顯。高于2.0%，成本增加過大，在經(jīng)濟性方面沒有競爭力。Cr，在過去的耐海水環(huán)境腐蝕低合金鋼中，是主要的作用元素。但在我國海域的掛片實驗表明，其對耐飛濺區(qū)腐蝕沒有明顯作用，而且長期在飛濺區(qū)暴露，還增加孔蝕傾向。因此本發(fā)明限定Cr含量盡量低。但由于控制Cr過低會使生產(chǎn)成本增加，而其含量在0.08%以下時已對鋼的性能沒有明顯影響。因此確定其上限為0.08%。Cu對于提高耐蝕性有良好效果，必要的含量是0.20%，但是含量超過0.60%，其作用達到飽和，因此限定其范圍為0.20%0.60%。Al可以在內(nèi)銹層形成堿性PH值環(huán)境，鈍化陽極，且可與Si的氧化物形成復(fù)合的Si、Al酸鹽沉淀，使銹層不易脫落，對耐腐蝕性能有提高作用，但其含量超過0.35%時，給連鑄生產(chǎn)帶來麻煩，同時對悍接性產(chǎn)生不利影響，因此限定其上限為0.35%。Ca除了球化S化物，減少不均勻腐蝕的發(fā)生率外，也能鈍化陽極，具有改善鋼板與銹層界面PH值的作用，0.0005%是其必要的量。使含量超過0.004%時，加入有難度，且其分布的均勻性變壞。Nb、Ti、V是微合金強化元素，能有效提高鋼的未再結(jié)晶溫度，細化晶粒，同時Ti的微小析出相具有很高的沉淀強化作用，可進一步提高鋼板強度。但Nb在0.07%時細化晶粒作用達到飽和。Ti在0.15%以上時對連鑄生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，V過高則對焊接不利且增加成本。三者總量超過0.22%，不但增加成本，而且對焊接性不利，還會影響鋼的塑性，因此限定三者之和低于0.22%。w是一種有效提高鋼在飛濺區(qū)的耐腐蝕能力的元素，能夠形成難溶的FeWOx的不溶性鹽，抑制陽極反應(yīng)。其含量低于0.20%作用不明顯，超過0.50%時使鋼的成本增加過多。因此確定其含量范圍在0.20%0.50%。本發(fā)明提出，在耐腐蝕性能要求較高時可添加W。P易于導(dǎo)致偏析，并對焊接性和韌性不利。為保證焊接性和韌性要求，本發(fā)明控制其低于0.02%。S是有害元素，越低越好，但過低會導(dǎo)致工序成本增加，限定其上限為0.006%。本發(fā)明由于控制Ni含量在適當(dāng)?shù)姆秶?，并采用Al、Ca鈍化陽極，以及利用廉價的Si進一步提高耐腐蝕性能，使發(fā)明鋼在具有優(yōu)良耐飛濺區(qū)腐蝕性能的同時，還兼有成本低廉的特點。這種鋼板同時具有良好的焊接性能、良好的低溫沖擊韌性。由于采用Nb、Ti、V微合金化元素，起到細晶強化和析出強化作用，可使鋼板屈服強度達到700MPa以上。具體實施例方式本發(fā)明熱軋鋼板，其成分(重量百分比)為C:0.02%0.12%，Si:0.40%0.80%，Mn:0.15%2.00%，P:^0.02%,S:^0.006%，Al:0.05%0.35%，Ni:0.70%2,0%，Cu:0.20%0.60%，Cr:其最大殘量不得超過0.08%，Ca:0.0005%0.004%，余量為Fe和添加的微量元素及不可避免的雜質(zhì)。為強化鋼板的性能，本發(fā)明添加Nb、Ti、V等微量元素一種或二種以上，其中Nb《0.07%，Ti《0.15%，V《0.05%，總量不超過0.22%。W作為強化元素和進一步提高耐飛濺區(qū)腐蝕性能的元素添加，其范圍為0.2%0.5%。本發(fā)明根據(jù)實際需要選用不同的成份比例，結(jié)合控軋工藝獲得不同強度級別的耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，例如，當(dāng)成分取值范圍為C:0.04%0.09%，Si:0.40%0.60%，Mn:1.00%2.00%，P:^0.02%，S:$0.006%，Al:0.05%0.15%，M:0.70%2.0%，Cu:0.20%0.60%，Ca:0,0005%0.004%，Nb:0.04%~0.07%、Ti:0.07%~0.14%、V:0.01%0.04%，其中Nb、Ti、V添加一種或一種以上，必要時添加W,余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)時，結(jié)合控軋工藝可使鋼板屈服強度達到600700MPa。以上述成分為特點的鋼通過連鑄生產(chǎn)板坯或先通過模鑄生產(chǎn)鑄錠、再通過初軋開成板坯，獲得的板坯通過常規(guī)熱軋、或通過控軋控冷成為鋼板，經(jīng)試驗表明鋼板的耐飛濺區(qū)腐蝕性比現(xiàn)有技術(shù)有很大提高。表1~4是按照上述的化學(xué)成份范圍生產(chǎn)的幾個實施例以及相對應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)鋼實驗結(jié)果對比(其中L7為普碳鋼Q345E)。表1成分及力學(xué)性能例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2上述實施例的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3本發(fā)明在海水飛濺區(qū)\海水全浸區(qū)\海洋大氣區(qū)的450天腐蝕速率對比(青島岸邊)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4本發(fā)明鋼和對比鋼的焊接接頭力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，其特征在于，成分重量百分比含C0.02％～0.12％，Si0.40％～0.80％，Mn0.15％～2.00％，P≤0.02％，S≤0.006％，Al0.05％～0.35％，Ni0.70％～2.0％，Cu0.20％～0.60％，Cr≤0.08％，Ca0.0005％～0.004％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2、如權(quán)利要求1所述的一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，其特征在于按成分重量百分比含C:0.02%0.12%，Si:0.40%0.80%，Mn:0.15%2.00%，P:$0.02%，S:，006%,Al:0.05%0.35%，Ni:0.70%2.0%，Cu:0,20%0.60%，Cr:《0.08%，Ca:0.0005%0.004%，并且鋼板中添加Nb、Ti、V—種或一種以上，其中Nb《0.07%，Ti《0.15%,V《0.05%，Nb、Ti、V總量不超過0.22%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。3、如權(quán)利要求1所述的一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，其特征在于成分重量百分比，含C:0.02%0.12%，Si:0.40%0.80%，Mn:0.15%2.00%，P:^0.02%，S:50扁％，Al:0.05%0.35%，Ni:0.70%2.0%，Cu:0.20%0.60%，Cr:《0.08%，Ca:0.0005%0.004%，并且添加W，其范圍為0.2%0.5%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。4、如權(quán)利要求3所述的一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，其特征在于，鋼板中添加Nb、Ti、V—種或一種以上，其中Nb《0.07%，Ti《0.15%，V《0.05%，Nb、Ti、V總量不超過0.22。/。，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。全文摘要本發(fā)明公開一種耐飛濺區(qū)腐蝕熱軋鋼板，其成分重量百分比為C0.02％～0.12％，Si0.40％～0.80％，Mn0.15％～2.00％，P≤0.02％，S≤0.006％，Al0.05％～0.35％，Ni0.70％～2.0％，Cu0.20％～0.60％，Cr≤0.08％，Ca0.0005％～0.004％，添加Nb、Ti、V等微量元素一種或二種以上，Nb≤0.07％，Ti≤0.15％，V≤0.05％，總量不超過0.22％，本發(fā)明由于控制Ni含量在適當(dāng)?shù)姆秶?，并采用Al、Ca鈍化陽極，以及利用廉價的Si進一步提高耐腐蝕性能，使其具有優(yōu)良耐飛濺區(qū)腐蝕性能，且成本低廉；同時具有良好的焊接性能和低溫沖擊韌性；鋼板屈服強度達到700MPa以上。文檔編號C22C38/16GK101191177SQ20061013443公開日2008年6月4日申請日期2006年11月28日優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日發(fā)明者付魁軍,劉鳳蓮,劉志偉,王東明,郭曉宏申請人:鞍鋼股份有限公司