[發明專利]一種適用于高溫濱海環境的高耐蝕低合金鋼

有效

• 申請號: 201710075154.0
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106929751B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 李曉剛;程學群;董超芳;肖葵;黃運華
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/16;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種適用于高溫濱海環境的高耐蝕低合金鋼，屬于金屬材料領域。低合金鋼的化學成分重量百分比為：C≤0.07％，Si 0.20％–0.35％，Mn 1.0％–1.2％，P≤0.030％，S 0.004％?0.012％，Cu 0.4％–1.0％，Ni 3.0％?3.5％，Mo 0.1％–0.2％，Ti≤0.020％，其余為Fe。本發明通過控制鋼中各種成分的重量百分比來使鋼達到最好的耐高溫濱海環境腐蝕性能，同時維持在較低的生產成本。本發明制造的材料在按照ASTM B117標準進行720小時鹽霧腐蝕試驗后，其腐蝕速率不超過0.041mm/a；掛片12個月的腐蝕失厚不超過31微米，明顯優于Q235碳鋼，具有優異的耐高溫濱海環境腐蝕性能，廣泛適用于沿海領域的鋼鐵設施。

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，具體涉及一種適用于高溫濱海環境的高耐蝕低合金鋼成分設計方法。

技術背景

耐候鋼是通過在碳鋼中添加少量有效合金元素Cr、Ni、Cu等而具有優異耐蝕性的鋼，因此被廣泛應用于建筑、橋梁、車輛中。關于耐候鋼的研究與開發最早起源于歐美國家，至今已成功應用的主要是Cu-Cr-P系、Cu-Cr-Ni-P系、P-RE系、P-Nb-RE系以及P-V系等。近年來世界各國對海洋開發日益迫切，傳統耐候鋼難以滿足高溫濱海環境優異耐蝕性的使用要求。專利“用于海洋應用的耐蝕鋼(公開號CN101903550A)”公開了一種用于海洋應用的耐蝕鋼，包含按重量百分比計：碳：0.05至0.20；硅：0.15至0.55；錳：0.60至1.60；鉻：0.75至1.50；鋁：0.40至0.80；鈮和/或釩：0.01[Nb]+[V]0.60；硫最高到0.045；和磷：最高到0.045，該發明宣稱相比于傳統的碳鋼表現出改善的耐海水腐蝕性。然而濱海環境中的大氣環境腐蝕性比海水環境更加嚴酷。專利“一種耐海洋氣候耐蝕鋼及其生產方法(公開號CN106011658A)”公開了一種耐海洋氣候耐蝕鋼，其組份及重量百分比含量為：C≤0.06％，Si≤0.5％，Mn≤1.5％，P≤0.010％，S≤0.005％，Ni:3.0％-4.5％，Cu:0.8％-2.0％，Al:0.5％-1.0％，同時還添加Mo:0.2％-0.5％或RE：0.010％-0.030％或Ca：0.02-0.30％。該發明宣稱鹽霧腐蝕試驗30天腐蝕速率不超過0.05mm/a，實際掛片腐蝕試驗發現鋼種銹層連續致密、無空洞且銹層與基體結合牢固，但未給出準確的腐蝕速率。

現有技術在設計高溫濱海環境的高耐蝕鋼的合金元素種類和含量時，主要是基于經驗或參照同類鋼種調整，遵循的基本原則一般為(1)Ni、Mo和Cr等耐蝕合金含量越高越好；(2)S和P等元素視作雜質元素，含量越低越好；(3)認為Cu、Al和Ca等元素能提高耐大氣腐蝕能力，在不影響其它性能的情況下含量越高越好。如果按照上述原則設計制造產品將會出現添加無效的耐蝕合金元素，或者添加過量的耐蝕合金元素，將會導致生產成本增加而耐蝕性能得不到提高甚至降低；而一味降低S和P等元素含量也會大大增加冶煉成本。

本發明提供一種適用于高溫濱海環境的高耐蝕鋼成分設計方法。按照本發明制造的耐蝕鋼耐蝕性能顯著優于Q235普通碳鋼，也優于其它耐海洋氣候耐蝕鋼；同時本發明給出了關鍵合金元素含量的設計方法，實現低成本高耐蝕性能的目的。

發明內容

為了克服現有技術中存在的耐高溫濱海環境腐蝕性能較差、成分設計不合理的問題，本發明的目的是提供一種耐高溫濱海環境腐蝕的低合金鋼成分設計方法。依據本發明制造的低合金鋼具有優異的耐高溫濱海環境腐蝕性能和經濟的制造成本。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：