[發明專利]一種脈沖電流快速提高30MnSi鋼耐腐蝕性能的方法

在審

• 申請號: 201810432324.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108531710A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張新房;高俊楊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 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

一種脈沖電流快速提高30MnSi鋼耐腐蝕性能的方法，屬于金屬材料處理領域。30MnSi鋼作為柔性軟管鎧裝層的主要材料，在服役過程中，長期遭受海水的侵蝕。本發明通過控制脈沖電流參數：頻率1Hz，脈寬100μs～200μs，電流密度10～4000A/mm²，作用時間100μs～1ms。通過脈沖電流可對其組織中的鐵素體和珠光體的相對含量產生一定影響，從而有效提高其在海水中的耐腐蝕性能。本發明通過精確控制脈沖電流參數等條件，可有效改善30MnSi鋼的耐腐蝕性能，降低其在海水中的腐蝕速率，從而保障海洋油氣輸送管道的正常服役，減少經濟損失。

技術領域

本發明屬于金屬材料處理領域，具體涉及一種脈沖電流快速提高30MnSi鋼耐腐蝕性能的方法。

背景技術

隨著海洋石油開發向更深海域發展，對海洋輸送管道的耐腐蝕性能要求日益提高。然而每年由于鋼鐵銹蝕造成的腐蝕損耗非常嚴重，因此有必要開發高附加值的海洋耐蝕鋼。30MnSi(0.3C-0.8Si-1.0Mn)鋼具有優異的強度和韌性，而且成本較低，被廣泛用于柔性軟管的鎧裝層。但是由于其耐腐蝕性較差，可能會造成管道開裂，從而導致油氣泄露，進而造成巨大的經濟損失和嚴重的環境污染。

目前提高鋼的耐腐蝕性能的方法，一方面是向鋼中添加Cu、Cr和Mo等元素。Cu和Cr各自的氧化物可以在鋼表面形成致密的氧化膜，阻止腐蝕介質的侵入，而Mo可以形成非晶態的保護層。雖然這種方式很有效，但是在提高其耐腐蝕性能的同時大大增加了制造成本，而且一系列的熱處理工藝需要耗費大量的時間。

另一方面是對鋼的表面做涂層處理。相關研究也有報道，專利(CN 106733545 A)公開了一種鋼結構表面耐腐蝕處理方法。該發明通過依次對基體打磨、金屬封閉底漆涂刷、重防腐涂料涂刷氯化橡膠面漆涂刷，并對各種油漆涂刷次數處理。可以看出該發明方法工藝較為復雜，耗時耗力，效率低，經濟性差。

脈沖電流作為一種瞬時高能的處理手段，可以在極短的時間內改變金屬材料的微觀結構。對于30MnSi鋼，脈沖電流可對其組織中的鐵素體和珠光體的相對含量產生一定影響，從而有效提高其在海水中的耐腐蝕性能。相對于向鋼中添加合金元素或對鋼的表面做涂層處理，可大大提高效率，降低成本。本發明通過精確控制脈沖電流參數等條件，可有效改善30MnSi鋼的耐腐蝕性能，降低其在海水中的腐蝕速率，從而保障海洋油氣輸送管道的正常服役，減少經濟損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非傳統的處理手段即利用脈沖電流快速有效提高30MnSi鋼在海水中的耐腐蝕性能。利用該方法可以快速降低30MnSi鋼在海水中的腐蝕速率，從而保障海洋油氣輸送管道的正常服役，減少經濟損失。

本發明的構成：在室溫下，通過控制脈沖電流參數：頻率1Hz，脈寬100μs～200μs，電流密度10～4000A/mm²，作用時間100μs～1ms。通過脈沖電流可有效改善30MnSi鋼的耐腐蝕性能。

一種脈沖電流快速提高30MnSi鋼耐腐蝕性能的方法，其特征在于對一定尺寸的商用30MnSi鋼根據樣品尺寸來選擇合適的脈沖電流參數；將一定尺寸的30MnSi鋼樣品用夾具固定在脈沖電流設備上，隨后調節脈沖電流參數，對樣品進行脈沖處理；所述脈沖處理的參數范圍：頻率1Hz，脈寬100μs～200μs，電流密度范圍10～4000A/mm²，作用時間100μs～1ms。

進一步地，根據樣品尺寸來選擇合適的脈沖電流參數。對尺寸為如圖1所示的30MnSi鋼進行脈沖電流處理，確定脈沖電流參數：頻率1Hz，電流密度1200A/mm²，1500A/mm²和1600A/mm²，脈寬100μs。

進一步地，所述30MnSi鋼進行脈沖處理在室溫條件下進行。