[發(fā)明專利]一種耐海洋環(huán)境腐蝕的鋼板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410233078.8
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103966509A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡淑娥;劉曉東;侯東華;王國棟;劉玉珍;溫紅霞;王勇;王京先
• 申請（專利權(quán)）人: 濟鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C22C33/04;C21D8/02;C21C7/076
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 江莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在海洋環(huán)境中使用的耐腐蝕的高強度低合金鋼板及其制備方法。

背景技術(shù)

鋼鐵材料的腐蝕主要是電化學腐蝕。由于材料內(nèi)部成分、組織等不均勻性，加上外界濕氣與材料表面形成電解液薄膜，造成了材料內(nèi)部及材料與外界溶液之間形成了電位差，引起材料發(fā)生電化學腐蝕，其中尤以點蝕造成的危害最為嚴重，其誘發(fā)的實質(zhì)是鋼中夾雜物。

海洋環(huán)境與內(nèi)陸環(huán)境有明顯的差別，經(jīng)歷不同的海洋大氣腐蝕（比內(nèi)陸大氣對鋼鐵的腐蝕程度要高4～5倍）；飛濺區(qū)的腐蝕；潮差區(qū)的腐蝕；全浸區(qū)的腐蝕；海泥區(qū)的腐蝕；海生物的影響等，對鋼材的耐腐蝕性能提出了更高的要求。

目前國內(nèi)外主要采用Cr、Ni、Mo、Cu等合金化手段研制耐海水腐蝕用鋼，其實質(zhì)是通過表面鈍化膜的形成和合金鐵素體電極電位的提高來降低腐蝕速率。一般Cu低于0.4％，Cr可以提高鋼的鈍化性能，在海水環(huán)境體系可以促進鋼表面生成穩(wěn)定的鈍化膜，但單純添加Cr元素并不能極大提高鋼的耐海水腐蝕性能，并且過量的Cr元素對鋼的耐海水腐蝕性能反而具有逆效應(yīng)，且添加了Cr增加鋼的點蝕傾向。資料顯示：Ni可減緩材料的腐蝕隨時間的發(fā)展趨勢，并且抑制腐蝕的逆效應(yīng)及點蝕傾向。

日本JFE的耐海水腐蝕鋼專用鋼種JFE-MARIN400/490、國內(nèi)10CrCuSiV 、10CrMoAl、10Cr2MoAlRE等屬于高Si、高Al成分設(shè)計，必然帶來連鑄困難；常見的艦艇用鋼可耐海水腐蝕，例如美國海軍的HSLA、HY系列鋼，國內(nèi)的907、921、945潛艇用鋼，不過,這類鋼主要為低碳、高Ni成分體系，成本昂貴，作為量大面廣的民用結(jié)構(gòu)用鋼來說很不經(jīng)濟。

由國家知識產(chǎn)權(quán)局公開的一項南京鋼鐵股份有限公司申請的申請?zhí)枮?00810122618.X，名為“一種耐海水腐蝕鋼及其生產(chǎn)工藝”的專利，其特點在于成分設(shè)計中采用了低Mn-高Cr-高Al成分設(shè)計、解決了高Al鋼連鑄時水口粘死、高Cr鋼易出裂紋的難點、屈服強度僅為300MPa級水平，其成分設(shè)計、保證耐腐蝕性能的機理與本發(fā)明有實質(zhì)性的不同。

申請?zhí)枮?01210055581.X，名稱為《一種金相組織均勻的耐海水腐蝕結(jié)構(gòu)鋼及其生產(chǎn)方法》的專利，該專利申請?zhí)峁┝艘环N僅通過改善鋼顯微組織均勻化程度一個方面就實現(xiàn)耐海水腐蝕鋼的開發(fā)，而未考慮海洋環(huán)境用鋼能耐腐蝕的關(guān)鍵是添加適當?shù)暮辖鹪匾蕴岣咪摰臒崃W穩(wěn)定性、形成穩(wěn)定的鈍化膜，減少電化學的不穩(wěn)定性。其碳含量高達0.26-0.45%，錳含量高達1.51-2.5%，一方面過量的C、Mn會引起成分偏析、鋼中碳化物增多（屬于陰極），與鐵素體組織（屬于陽極）形成微電池而產(chǎn)生耐蝕；另一方面過多的C、Mn會增加后續(xù)切割和焊接的難度，焊接性能變差。

申請?zhí)枮?01010275268.8，名稱《耐腐蝕超厚鋼板的生產(chǎn)方法》的專利，該專利提供了一種最大厚度100mm、屈服強度355MPa級水平、采用連鑄代替模鑄+ACC控軋冷卻+在線正火工藝生產(chǎn)超厚耐腐蝕鋼，鋼中成分復(fù)雜，V含量高達0.1%，耐腐蝕的P含量低，且工序復(fù)雜，且正火工藝存在將ACC控軋冷卻工藝強化作用抵消的缺陷，在上述的工藝中存在浪費現(xiàn)象。

因此，需要針對上述的技術(shù)進行改進，設(shè)計一種適合于在海洋環(huán)境中使用的耐腐蝕的高強度低合金鋼板，以及發(fā)明一種上述的鋼板的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在海洋環(huán)境中使用的耐腐蝕的高強度低合金鋼板；本發(fā)明是通過降低碳含量這一最關(guān)鍵、最經(jīng)濟的方法，通過Cu、Ni、P等元素的綜合協(xié)調(diào)作用，通過鈣處理技術(shù)改善夾雜物類型從而改善耐腐蝕性能，采用簡化流程的控軋工藝，獲得均勻的鐵素體組織，通過低碳、合金、改善夾雜物類型、均勻組織四個方面達到提高鋼的耐腐蝕性能的目的。生產(chǎn)的鋼板屈服強度達到500MPa級以上、耐腐蝕因子可保證在6.0以上，滿足海洋環(huán)境中使用的要求。

本發(fā)明還提供了上述的鋼板其制備方法。

本發(fā)明的鋼板其化學成分含量按重量的百分比為：碳 0.10-0.16%，硅 0.10-0.30%，錳 0.90-1.20%，磷 0.08-0.12%、硫 ≤0.010%，鈮0.015-0.03%，鈦 0.020-0.030%，銅 0.50-0.60%，鎳 0.40-0.50%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。

如無特殊說明，以下的百分比均指重量百分比。

上述元素同時滿足:

耐腐蝕因子I=26.01(%Cu)+3.88(%Ni)+1.20(%Cr)+1.49(%Si)+17.28(%P)