[發(fā)明專利]一種500MPa級(jí)耐候鋼及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811538259.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109609845A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏偉;梅淑文;宋志崗;侯明山;李可斌;耿偉;李秀景;鞠丹;韓靳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司;河鋼股份有限公司唐山分公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/50;C22C38/48;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 曹淑敏

本發(fā)明公開(kāi)了一種500MPa級(jí)耐候鋼及其生產(chǎn)方法，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量：C 0.05%～0.09%，Si 0.10%～0.50%，Mn 0.80%～1.20%，P≤0.025%，S≤0.008%，Als 0.015%～0.040%，Cr 0.30%～1.25%，Ni 0.10%～0.40%，Cu 0.25%～0.55%，Ti 0.015%～0.050%，Nb 0.015%～0.060%，N≤0.005%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本鋼種的屈服強(qiáng)度達(dá)500MPa以上，屬于高強(qiáng)度耐候鋼，具有優(yōu)良的低溫韌性和優(yōu)良的耐腐蝕性能，能有效地滿足車輛降低構(gòu)件自重的要求。本方法所得產(chǎn)品具有優(yōu)良的低溫韌性，?40℃條件下，厚度為6mm以上的鋼板的沖擊功在80J以上；具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，72小時(shí)周期浸潤(rùn)腐蝕試驗(yàn)本鋼種對(duì)比Q345B的相對(duì)腐蝕速率小于50%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱軋鋼板，尤其是一種500MPa級(jí)耐候鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

我國(guó)鐵道車廂一般采用345 MPa級(jí)的耐大氣腐蝕鋼板制造，為實(shí)現(xiàn)鐵路貨運(yùn)高速、重載、安全的要求，必需采用更高強(qiáng)度級(jí)別和良好耐大氣腐蝕性能的鋼板制造生產(chǎn)。目前，鐵道部初步制定了屈服強(qiáng)度450MPa的強(qiáng)度目標(biāo)，如何在保證鋼的耐大氣腐蝕性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)鋼板的低成本、高強(qiáng)度化生產(chǎn)，確保鐵路貨運(yùn)提速重大目標(biāo)的實(shí)施是冶金工業(yè)生產(chǎn)必需解決的重要問(wèn)題。

目前，為保證其耐候性，主要是在鋼中加入一定的合金元素，有Cu、P、Cr、Ni等，鋼中各合金元素之間發(fā)生交互作用，在表面生成以α-FeOOH為主要成分的致密銹層。致密銹層熱力學(xué)穩(wěn)定，不參與鋼電化學(xué)腐蝕的陰極還原過(guò)程；銹層內(nèi)銅、鉻等元素的富集使銹層具有離子選擇性透過(guò)特性，從而顯著提高耐候鋼的耐大氣腐蝕性能。由于含P量高，會(huì)降低鋼的焊接性能和低溫韌性，為滿足鐵路貨運(yùn)高速、重載、安全的要求，需開(kāi)發(fā)更高強(qiáng)度級(jí)別、良好耐大氣腐蝕性能、良好焊接性能和低溫韌性的鋼板，通過(guò)成分、工藝控制，減少合金元素加入量，生產(chǎn)出低成本高強(qiáng)度級(jí)別和良好耐大氣腐蝕性能的鋼板。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高強(qiáng)度級(jí)別、良好耐大氣腐蝕性能、良好焊接性能和低溫韌性的500MPa級(jí)耐候鋼；本發(fā)明還提供了一種500MPa級(jí)耐候鋼的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量：C 0.05%～0.09%，Si0.10%～0.50%，Mn 0.80%～1.20%，P≤0.025%，S≤0.008%，Als 0.015%～0.040%，Cr 0.30%～1.25%，Ni 0.10%～0.40%，Cu 0.25%～0.55%，Ti 0.015%～0.050%，Nb 0.015%～0.060%，N≤0.005%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明成分的設(shè)計(jì)構(gòu)思為：耐候鋼要求具有較高的強(qiáng)度和耐腐蝕能力，同時(shí)具有良好的沖擊韌性和焊接性能。在本發(fā)明中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，以Cu、Cr、Ni為主，降低P含量，復(fù)合添加微量合金元素Nb、Ti等，通過(guò)形成的微細(xì)碳化物顆粒細(xì)化組織，并產(chǎn)生析出強(qiáng)化作用，顯著提高鋼板的強(qiáng)度。鋼中的微量合金元素并不是單獨(dú)發(fā)揮作用的，申請(qǐng)人采用復(fù)合添加合金元素的方式，用較少的合金元素加入量獲得最佳的效果，達(dá)到成本效益的最大化。以下將本發(fā)明合金成分的設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明：

C是鋼中主要的強(qiáng)化元素，能夠顯著提高鋼板的強(qiáng)度；但較多的C對(duì)鋼板焊接、韌性及塑性不利。低C設(shè)計(jì)在于限制了珠光體組織及其它碳化物的形成，保證鋼的顯微結(jié)構(gòu)為均相組織，避免了異相之間的電位差引起原電池腐蝕，提高了鋼的耐蝕性能。因此限定其質(zhì)量百分比含量為0.05%～0.09%。

Si在鋼中具有較高的固溶度，能夠增加鋼中鐵素體體積分?jǐn)?shù)，細(xì)化晶粒，因而有利于提高韌性，但含量過(guò)高可導(dǎo)致焊接性能下降，因此其質(zhì)量百分比含量控制在0.10%～0.50%。