[發明專利]一種含Ti耐海水腐蝕鋼帶及其制備方法

有效

• 申請號: 201611186727.9
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106498288B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 吳紅艷;翁鐳;杜林秀;張麒;杜預
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/16;C22C38/14;C22C38/12;C22C38/08;C21D8/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于低合金鋼生產制造領域，尤其涉及一種含Ti耐海水腐蝕鋼帶及其制備方法。

背景技術

海洋是21世紀世界政治、經濟、軍事競爭的制高點。以最大限度利用海洋為目的的海洋科學研究、海洋技術開發等已上升到各國最高層次的戰略性規劃與決策范疇。黨的十八大報告提出了“提高海洋資源開發能力，發展海洋經濟，保護海洋生態環境，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國”的發展戰略。提高海洋資源開發能力，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國，必須發展海洋工程裝備，開發先進海洋材料及其應用技術，尤其是用量較大的先進鋼結構材料的研究和開發。

由于海洋大氣海水等介質強烈的腐蝕能力，不宜采用傳統低合金鋼用于海洋平臺、海上風電場等大型結構的建造，但是傳統的不銹鋼則會帶來高昂的成本。傳統耐候鋼產品由于成分體系中含有較多的昂貴的金屬元素Cr、Ni，同時含有較高的C，使焊接性能及耐腐蝕性能下降，同時生產成本偏高，制約了耐候鋼的發展與應用。采用低合金成分的耐腐蝕鋼，可在不大幅提高成本的前提下，顯著提高耐腐蝕性能，因而低合金耐腐蝕鋼在海洋工程中得到了廣泛應用。而廣泛使用的低合金鋼或微合金鋼，長期使用于海洋環境的海洋工程材料除了涂裝和陰極保護方式外，主要通過添加如Cu、P、Cr、Ni等各種微合金元素來提高鋼材的強度韌性和耐蝕性。各種微合金元素的保護方式雖然被廣泛研究，但是對于含Ti的微合金鋼，Ti的加入對鋼材的晶粒細化和析出強化研究者甚多，對于含Ti耐候鋼的研究，特別是針對高Ti無Ni、Cr含量耐候鋼的耐蝕性能和機理的研究，沒有系統的被提出和報道。因此，開發海洋工程用鋼新產品含Ti耐海水腐蝕鋼具有顯著的經濟效益和社會效益。

迄今國內耐海水鋼及其制造方法申報多項專利。

例如，公開號CN1013192993A，一種耐海水腐蝕鋼及其生產工藝，介紹了一種Cr-Mo-Al系的耐海水腐蝕鋼，不添加Ni元素，一定程度的降低了成本，且保證了耐腐蝕性能。但較高的Al含量(0.45～0.6％)會帶來一系列問題，鋼水冶煉難度大，易使鋼鋼板內部質量不合格，而且會使鋼板強度降低。而且該鋼也未添加Cu元素，會存在同上的問題。

公開號CN102534378 A的專利，介紹了一種金相組織均勻的耐海水腐蝕的結構用鋼及其生產方法。該鋼加入了少量的微合金元素Ti≤0.0048％，而碳含量較高(0.05～0.45％)，微量的Ti元素會完全被碳元素固定，但因為碳含量較高，會有一部分滲碳體析出，很難完全獲得金相組織均勻的顯微組織，影響鋼材的耐腐蝕性能。而且該鋼沒有加入耐腐蝕性良好的Cu元素，不能保證其在海洋環境結構件的耐蝕性能，勢必會影響其耐腐蝕性能。

公開號CN 103741057 A，一種低密度高耐海洋環境腐蝕鋼板及其生產工藝，介紹了一種含鋁0.1～2.0％的低密度鋼，降低了鋼板的密度，實現了結構減重。但是該鋼板添加極少量0.04％左右的Cu元素，沒有達到耐腐蝕要求的0.2～0.4％的Cu的添加量，而是添加了Cr、Ni、Al總含量在0.3～1.5％左右合金元素來提高耐腐蝕性能，這樣不但會提高材料的成本，而且耐腐蝕性能不能達到與添加Cu元素相當的耐腐蝕效果。

公開號CN 101029372A，一種耐海水腐蝕鋼及其生產方法，介紹了一種Cu-Cr-Mo系及微Ca(0.0015～0.004％)處理的耐海水腐蝕鋼，不添加貴重金屬Ni元素，降低了成本，但加入微量的Ca，雖然可以提高鋼的耐蝕性能而且也有利于提高鋼的韌性并保證力學性能的各向同性，但在冶煉方面加入Ca是很困難的，而且含量很難控制，很難實現。介紹了一種采用超低碳(0.01～0.04％)加Cu、Cr、Ni、Nb、Ti等元素的成分設計方案，采用兩階段軋制，軋后空冷到室溫，然后進行淬火及回火的熱處理工序進行生產。雖然得到了較高的屈服強度及較好的耐腐蝕性能，但無法滿足熱軋態供貨，增加了后續的熱處理工序，生產周期長，生產成本高。

公開號CN 103966509A，一種耐海洋環境腐蝕的鋼板及其制備方法，介紹了一種碳含量0.1～0.16％的低碳耐蝕鋼，碳含量相對不低，通過高溫大壓下生產出鐵素體組織，但鐵素體晶粒較為粗大，屈服強度很難達到500MPa。該發明提及通過鈣處理技術改善夾雜物類型從而改善耐腐蝕性能，但發明中并未提及鈣的含量及添加方法，這兩點恰好是難點。

公開號CN 101319293 A，一種耐海水腐蝕鋼及其生產工藝，介紹了一種Cr、Mo、Al系耐蝕鋼。該鋼板錳的含量較低，因此屈服強度較低，在295～380MPa，難以滿足現今對高強度耐候鋼的需求。

發明內容