[發(fā)明專利]一種含稀土的鈮微合金化高強(qiáng)耐候角鋼及生產(chǎn)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910770723.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110699612A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周成;賈陽(yáng)光;王厚昕;郭愛(ài)民;高玉含;張樂(lè);劉峻松;玄東坡;周游
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué);中信金屬股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/48
• 分類號(hào): C22C38/48;C22C38/42;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明涉及鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種含稀土的鈮微合金化高強(qiáng)耐候角鋼及生產(chǎn)工藝，其化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)：C：0.05?0.12％，Si：0.20?0.65％，Mn≤1.10％，Cu：0.20?0.55％，Cr：0.30?1.25％，Ni：0.12?0.65％，Nb：0.015?0.060％，P≤0.020％，S≤0.020％，RE：0.01?0.04％，Ceq≤0.44，I≥6，余為Fe和雜質(zhì)，生產(chǎn)工藝包括連鑄坯生產(chǎn)、角鋼軋制、角鋼矯直。本發(fā)明添加RE以減少或替代Cr以降低成本，以Nb代V來(lái)細(xì)化組織增加強(qiáng)韌性，并嚴(yán)控S含量，獲得強(qiáng)度級(jí)別高、低溫韌性好、焊接性能和耐腐蝕性能優(yōu)良的角鋼。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含稀土的鈮微合金化高強(qiáng)耐候 角鋼及生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

輸電線路長(zhǎng)期暴露在大氣中，塔材腐蝕較為嚴(yán)重，雖然采用鍍鋅鋼能緩解大 氣腐蝕危害，但存在鍍鋅成本高、鍍鋅工藝污染環(huán)境和鍍鋅鐵塔后期需維護(hù)等問(wèn) 題。當(dāng)前新材料、節(jié)能環(huán)保已成了時(shí)代發(fā)展的符號(hào)，今后國(guó)家將會(huì)逐步推行更為 嚴(yán)格的環(huán)保政策，鋼鐵材料的熱浸鍍鋅工藝將會(huì)逐步受到限制和禁止。耐候鋼在 美國(guó)、意大利和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的輸電鐵塔被成功應(yīng)用，以及在我國(guó)的鐵路、船 舶和橋梁等行業(yè)中被廣泛推廣，但至今在國(guó)內(nèi)輸電線路實(shí)際工程較少。目前，耐 候角鋼的應(yīng)用與推廣主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題：一是成分設(shè)計(jì)不合理，合金成本較 貴；二是生產(chǎn)工藝不合適，力學(xué)性能較差。

伴隨著電壓等級(jí)提高，要求鐵塔承載能力不斷增強(qiáng)，又要盡量降低塔重和走 廊占地。我國(guó)特色的資源稀土元素，可以凈化基體、提高保護(hù)性銹層的致密度， 減少或替代Cr的使用來(lái)降低成本。近年國(guó)內(nèi)軋鋼廠對(duì)加熱裝置、精煉和軋制設(shè) 備等進(jìn)行了改造升級(jí)，完全具備使Nb發(fā)揮最佳強(qiáng)韌化的能力。由于環(huán)保政策的 推行，帶來(lái)釩鐵價(jià)格的劇烈變動(dòng)，有利于以Nb代V微合金化的推廣。含稀土的 鈮微合金化高強(qiáng)耐候角鋼的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化桿塔結(jié)構(gòu)，減輕單根構(gòu)件的重量，相應(yīng) 減少運(yùn)輸、安裝等費(fèi)用和降低大氣腐蝕損失，延長(zhǎng)輸電鐵塔的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

所解決的技術(shù)問(wèn)題：

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)輸電鐵塔用鋼主材使用Q345，斜材以Q235為主，采用VN 合金化或Nb、V和Ti多元微合金化來(lái)保證其強(qiáng)度，熱鍍鋅防腐，與國(guó)際先進(jìn)國(guó) 家相比，輸電鐵塔用材強(qiáng)度值偏低，致使我國(guó)輸電線路鐵塔耗鋼量比其他國(guó)家大， 材質(zhì)可選擇余地較小。同時(shí)，由于環(huán)保政策的推行，帶來(lái)釩鐵價(jià)格的劇烈變動(dòng)。 而選取別的金屬元素代替V，可有效規(guī)避釩鐵價(jià)格的波動(dòng)。

本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種含稀土的鈮微合金化高 強(qiáng)耐候角鋼及生產(chǎn)工藝，通過(guò)采用低C改善焊接性能、Nb微合金化保證力學(xué)性 能，添加RE優(yōu)化耐腐蝕性能的設(shè)計(jì)思路，調(diào)整兩階段軋制溫度制度和壓下規(guī)程 的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出規(guī)格為16#、18#、20#的Q460級(jí)別耐候角鋼，以解決現(xiàn)有 的成分設(shè)計(jì)不合理(取代V)和生產(chǎn)工藝不合適的問(wèn)題。

本發(fā)明所提供的含稀土的鈮微合金化高強(qiáng)耐候角鋼所采用的技術(shù)方案是:低 C、低S、Nb微合金化和添加RE，配合兩階段的控軋生產(chǎn)工藝。

Nb具有顯著的晶粒細(xì)化和中等強(qiáng)度的沉淀強(qiáng)化，Nb微合金化保證角鋼的力 學(xué)性能，允許降低的碳含量，從而改善耐候角鋼的焊接性能。

RE的添加一方面可以細(xì)化微合金元素沉淀相，增加沉淀相析出數(shù)量，發(fā)揮 了細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的作用。另一方面Nb、Ni等微合金元素可以增大稀土在 鋼中固溶量，固溶的稀土具有脫硫、脫氧、夾雜物變性等作用，減少點(diǎn)腐蝕的發(fā) 生，還可以促進(jìn)保護(hù)性銹層的生成。

耐候角鋼中Nb和RE剛?cè)岵?jì)，在提高角鋼的力學(xué)性能和耐腐蝕性能的同 時(shí)，發(fā)揮本土資源優(yōu)勢(shì)、減少合金成本。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：