[發明專利]一種耐堿性土壤腐蝕埋地結構用鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201811024364.8
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109082595B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 林田子;侯華興;張濤;高磊;楊穎;張哲;徐海健;紀汶伯;李琳
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/42;C22C38/60;C22C38/44;C22C38/06;C21D8/02
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本發明公開一種耐堿性土壤腐蝕埋地結構用鋼及其制造方法。鋼中含有C：0.03％～0.08％、Si：0.07％～0.27％、Mn：0.40％～1.25％、Nb：0.005％～0.025％、Ti：0.010％～0.030％、Cr：2.2％～3.8％、Cu：0.10％～0.30％、Sb：0.05％～0.15％、Mo：0.20％～0.40％、Ni：0.25％～0.45％、Al：0.01％～0.04％、P≤0.015％、S≤0.005％，余量為鐵和不可避免的雜質。鑄坯下線緩冷時間≥72h；鑄坯加熱至1220～1250℃，粗軋終軋溫度1080～1120℃，精軋開軋溫度1020～1060℃，精軋終軋溫度860～930℃，精軋總壓下率≥65％，軋后冷卻速度10～25℃/s，740～790℃卷取。鋼板具有良好的強韌性和耐堿性土壤腐蝕性。

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，具體涉及良好強韌性及耐土壤腐蝕性的埋地結構用鋼。

背景技術

埋地結構是指修筑在地下的建筑物和構筑物，如橋涵、管廊、巷道、隧道及人防工程等等，目前主要建筑形式主要有鋼筋混凝土結構和裝配式鋼制結構兩種，相比較于傳統現澆混凝土結構，裝配式鋼制結構具有工程造價低、施工難度低、施工速度快、抗變形能力及耐久性長等優勢，并且鋼結構可以回收利用、利用率高，裝配式鋼制結構今后將逐漸代替鋼筋混凝土結構成為未來埋地結構工程的主流。

埋地結構用鋼在鋪設過程中必然會接觸土壤介質，進而發生土壤腐蝕。土壤腐蝕是指金屬在土壤環境中所發生的腐蝕。土壤是由氣相、液相和固相所構成的一個復雜系統，其中還生存很多土壤微生物。影響土壤腐蝕的因素有很多，如孔隙度、PH值、電阻率、含氧率、水分、溫度等等、各種因素交互作用，所以土壤腐蝕是一個十分復雜的腐蝕問題，鋼板在土壤中的腐蝕條件比暴露在大氣中更加嚴苛、復雜。土壤腐蝕對鋼結構危害極大，極易造成地下管道泄漏，地下建筑結構損毀，給國家造成巨大的經濟損失。

目前，國內外耐蝕鋼主要集中在耐大氣腐蝕、耐海水腐蝕等方面研究，針對鋼板在土壤腐蝕方面研究較少，對工業化生產兼具良好強韌性及耐土壤腐蝕性結構用鋼的成熟技術實屬空白。現代工業針對鋼的土壤腐蝕的防護措施一般是在金屬表面鍍鋅或進行刷涂防腐涂料，鋼板本身并不具有防土壤腐蝕性能。一旦防腐涂層脫落，金屬在土壤中會加速腐蝕，導致鋼結構失效，并且防護涂層對土壤會產生污染，破壞生態環境。綜上所述，有必要針對鋼板在不同的土壤環境的腐蝕問題進入深入研究。因此，開發出質量穩定強韌性和耐土壤腐蝕性能兼備的埋地結構用鋼，不僅可以提高不同埋地土壤環境下鋼結構的使用壽命，還可以占領地下綜合管廊、橋涵等國家新興重點工程的國內市場。

由于我國地域遼闊，土壤資源豐富、類型繁多，世界罕見。土壤類型與氣候環境關系密切。例如東南熱帶氣候地區的紅土壤為酸性土壤、西部高原干旱地區的棕色土壤為堿性土壤，中部平原地區的褐色土壤為中性土壤，濱海地區的土壤為鹽漬土壤。這些埋地結構用鋼必然會經過不同類型的土壤介質，而不同的土壤介質環境對于埋地結構用鋼腐蝕影響也各不同相同。

申請號為201610787178.4的“耐酸性土壤腐蝕鋼及其制備方法”發明專利，涉及一種耐酸性土壤腐蝕鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.174％～0.182％，Si：0.51％～0.55％，Mn：1.43％～1.63％，P≤0.008％，S≤0.002％，Nb：0.018％～0.024％，Ti：0.029％～0.032％，V：0.032％～0.045％，W：0.06％～0.12％，Mg：0.0081％～0.0093％，Sn：0.08％～0.13％，其余為Fe及不可避免的夾雜。該發明提供的耐酸性土壤腐蝕鋼及其制備方法，具有良好的耐酸性土壤腐蝕性能。該發明專利中含有貴重金屬W、Mg，稀土元素Sn，不僅合金成本高，且冶煉困難。另一方面該專利雖然介紹了耐酸性土壤鋼種的制備方法，卻沒有體現鋼板的力學性能及耐土壤腐蝕性能，且不能用于堿性土壤埋地結構工程使用。