[發明專利]一種經濟型細晶粒高韌性耐候中厚鋼板及其生產方法

無效

• 申請號: 201210169541.8
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102650015A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 張宇;許紅梅;李小寶;鮑丙輝
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬低合金高韌結構鋼制造領域，特別涉及一種經濟型細晶粒高韌性耐候中厚鋼板及其生產方法。

背景技術

耐候鋼由于其能有效抵抗大氣腐蝕而提高服役周期，在鐵路、橋梁、建筑等領域得到了廣泛應用，比如鐵路貨車車廂、橋梁橋墩、大型室外建筑等。

為降低成本，經濟型耐候鋼的開發得到了廣泛關注，目前公開了一些經濟型耐候鋼的專利：

CN102127710A公開了一種Cu(0.15～0.25％)+Ni(≤0.30％)+Nb+B的耐候鋼，其產品覆蓋厚度規格4～40mm的熱軋卷和中厚板，該鋼的耐候性能與Corten-A相當，但由于較高的P含量(0.02～0.065％)損害了該鋼的低溫沖擊韌性，只能滿足20℃沖擊功要求，大大限制了其在濱海條件下的應用。

CN100342051C公開了一種僅含有0.2～0.4％Cu的經濟型耐候鋼，該鋼的耐候性能比Q235B和16Mn提高一倍以上；但較高的Cu含量容易引起鑄坯的熱脆，導致鑄坯質量下降，影響最終產品性能。CN100451154C提供了一種添加稀土元素RE(0.05～0.15％)的經濟型耐候鋼，但隨著近來稀土材料價格的節節攀升，這勢必會逐漸加大該鋼的生產成本。

目前，市場還沒有不添加Cr/Ni/Mo/Cu/RE等合金元素普通C-Mn類的耐候鋼。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種經濟型細晶粒高韌性耐候中厚鋼板，該鋼板組織由尺寸細小(≤10μm)的多邊形鐵素體構成，抗拉強度＞490MPa，屈強比＜0.80，斷后延伸率＞30％，-40℃夏比沖擊功＞47J，耐候性能優良。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種經濟型細晶粒高韌性耐候中厚鋼板，所述鋼板以重量百分比計的化學成分組成如下：C?0.03～0.07％，Si?0.50～0.70％，Mn?1.30～1.70％，P≤0.02％，S≤0.01％，Al?0.80～1.10％，Nb≤0.02％，余量為Fe及不可避免雜質；

進一步講，所述鋼板成品厚度范圍為12～30mm。

本發明中C、Si、Mn、P、S、Al限定量的理由詳述如下：

C：對于耐腐蝕鋼來說，C的富集和偏析會引起微電池效應，從而加速腐蝕速率，從而對耐腐蝕性能不利，因此含量越低越好；但同時，作為鋼中不可缺少的提高鋼材強度的元素之一，當其含量＜0.02％時會顯著降低鋼板強度，因此其含量應≥0.02％；此外，高的C含量對低溫沖擊韌性和焊接性能不利。綜合考慮，本發明C含量控制為0.03～0.07％。

Mn：是提高鋼板強度最有效的元素之一，較高的Mn含量會顯著降低相轉變溫度從而促進低碳貝氏體轉變，以提高鋼板強度；同時，結合大壓下量的連續軋制工藝，也會顯著細化相轉變組織，間接提高了低溫韌性。但Mn含量不宜過高(如≥2％)，否則對韌性有害。因此，本發明Mn含量控制為1.30～1.70％。

P：雖然是提高鋼材耐大氣腐蝕性能的最有效、最廉價的元素；但當其含量≥0.03％時，會嚴重損壞鋼板的低溫沖擊韌性、延伸率、Z向性能。此外，高含量的P也會顯著降低焊接性能，比如P的偏析會引發焊接裂紋、以及焊接熱影響區的沖擊韌性惡化。因此，本發明P只作為雜質元素，為保證鋼板的綜合力學性能，其含量控制為P≤0.02％。

S：雜質元素，本發明S含量控制為≤0.01％。

Si：提高耐大氣腐蝕角度說，較高的Si含量可有效提高抵抗大氣腐蝕的能力；同時，一定量的Si也以固溶強化形式提高鋼材強度，但過多加入會導致低溫沖擊韌性的韌性降低；從本發明Si含量在0.50～0.70％之間。

Al：加入Al的目的是提高鋼材抗大氣腐蝕性能，是除P以外最經濟實惠的元素；添加含量≥0.80％的Al可顯著提高鋼材的耐蝕性能；與≥0.50％的Si復合添加時，效果最好；但過多Al元素的添加：一)會導致鋼材低溫沖擊韌性的降低；二)增加鋼水冶煉和澆鑄難度，容易引起夾雜物超標和連鑄結晶器水口堵塞。因此，其Al含量在0.80～1.10％之間。

Nb：是有效提高奧氏體非再結晶溫度溫度的合金元素之一；本發明例中較高的Al含量推高了相轉變的溫度，進而提升了軋制溫度，添加少許的Nb可有效提高非再結晶溫度，從而能夠確保在終軋結束后保持足夠的累計應變能量，以便給隨后的冷卻階段的相轉變創造條件，以得到尺寸細小的多邊形鐵素體；其含量為Nb≤0.02％，便有明顯效果。

本發明的另一目的在于提出一種經濟型細晶粒高韌性耐候中厚鋼板的生產方法，該方法為：