[發(fā)明專利]一種耐海洋環(huán)境海水干濕交替腐蝕鋼板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911037827.9
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112746216B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉自成;顧曄
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/48;C22C38/50;C21D8/02;C22C33/04
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種耐海洋環(huán)境海水干濕交替腐蝕鋼板及其制造方法，采用低C?低Mn?高(P、Cu及Ni)合金化?微(Nb、Ti)處理的合金體系做為基礎(chǔ)，控制9.23(％P)×[3.13(％Cu)+1.67(％Ni)+0.37(％Cr)]≥2.35，[(％P)×H]/[(％Cu)+(％Ni)+0.33(％Cr)]≤2.65；Ca處理，且，Ca/S比在1.0～3.0及(％Ca)×(％S)^0.28≤1.5×10^?3；優(yōu)化TMCP工藝，使成品鋼板的顯微組織為均勻細(xì)小的鐵素體+彌散分布的貝氏體，顯微組織平均晶粒尺寸在15μm以下，并且P未能在晶界形成過度偏聚；確保鋼板具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性/強(qiáng)塑性匹配，優(yōu)良的冷/熱機(jī)械加工特性及較好的可焊接性的同時，鋼板耐海水干濕交替腐蝕能力也同樣優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐腐蝕鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耐海洋環(huán)境海水干濕交替腐蝕鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)

眾所周知，低碳(高強(qiáng)度)低合金鋼是最重要工程結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用于石油天然氣管線、海洋平臺、造船、橋梁結(jié)構(gòu)、鍋爐容器、建筑結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)、鐵路運輸及機(jī)械制造之中；低碳(高強(qiáng)度)低合金鋼物理性能與力學(xué)性能取決于其化學(xué)成分與制造工藝，其中強(qiáng)度、韌性、塑性、耐腐蝕性(大氣、工業(yè)大氣及海洋大氣等)及焊接性等是低碳(高強(qiáng)度)低合金鋼最重要的性能，它最終決定于成品鋼材的顯微組織狀態(tài)。

隨著冶金科技、現(xiàn)場控制技術(shù)不斷地向前發(fā)展，人們對高強(qiáng)鋼的韌性、塑性、焊接性提出更高的要求；即鋼板在低溫狀態(tài)下，具有高強(qiáng)度、高延伸率、高止裂特性(即抗脆性斷裂及塑性失穩(wěn)斷裂能力)的同時，鋼板焊接性能及耐候性優(yōu)良、可大熱輸入高效率焊接；并且在較低的制造成本條件下，大幅度地提高鋼板的綜合機(jī)械性能和使用性能，以減少鋼材的用量節(jié)約成本，減輕鋼構(gòu)件的自身重量、穩(wěn)定性和安全性，更為重要的是為進(jìn)一步提高強(qiáng)鋼冷、熱加工性及服役過程中的安全可靠性。

目前日韓、歐盟及北美范圍內(nèi)掀起了發(fā)展新一代高性能鋼鐵材料的研究高潮，力圖通過合金組合設(shè)優(yōu)化計與新一代在線形變熱處理工藝技術(shù)相結(jié)合，獲得更好的顯微組織匹配，超細(xì)化顯微組織與亞結(jié)構(gòu)。在不大量增加貴重合金元素(如Cu、Ni、Mo等)條件下，通過合金組合設(shè)計優(yōu)化和新一代TMCP工藝技術(shù)相匹配，獲得更好的組織形貌、尺寸、相比例及亞結(jié)構(gòu)，從而得到更高的強(qiáng)韌性、強(qiáng)塑性及更優(yōu)良的焊接性與物理化學(xué)性能。

現(xiàn)有技術(shù)制造耐候結(jié)構(gòu)用厚鋼板時，一般要在鋼中添加一定量的P、Ni、Cu、Cr等耐候性合金元素，目的是在鋼板表面形成一層致密的非晶保護(hù)膜，阻止空氣進(jìn)入鋼板內(nèi)部，達(dá)到耐大氣腐蝕作用參見(《西山紀(jì)念技術(shù)講座》159-160，P84～P85)；由此帶來母材鋼板韌性和焊接性較差，尤其焊接接頭的熔合線與熱影響區(qū)沖擊韌性很差。

為此日本采用低C含量成分設(shè)計，添加微合金元素Ti、Nb，結(jié)合控制軋制工藝，使鋼板焊接性與低溫韌性得到大幅度提高(參見《制鐵研究》，1982，Vol.309，P98；RD神戶制鋼技報，1988，Vol.38，P97)。為開發(fā)寒冷地區(qū)使用的耐候鋼，日本采用低C－高Al－低N－微Ti處理成分設(shè)計技術(shù)，結(jié)合控制軋制工藝成功生產(chǎn)出滿足－40℃低溫韌性耐候鋼板(參見《鐵と鋼》，1985，Vol.71，S593)，但是這些鋼板均只能耐普通大氣腐蝕，不能耐氯離子濃度很高的海洋大氣腐蝕(參見《西山紀(jì)念技術(shù)講座》86-87，P11；建設(shè)省土木研究所，鋼材俱樂部(社)，日本橋梁建設(shè)協(xié)會(社)，與耐候鋼適用橋梁相關(guān)的共同研究報告書(XX)，1993)。

寶鋼從2005年就開始對耐海洋大氣腐蝕鋼板進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，開發(fā)出一系列針對海洋大氣環(huán)境耐腐蝕鋼板：“高止裂、抗應(yīng)變時效脆化特性的耐海水腐蝕鋼板及其制造方法”(中國專利申請?zhí)?01710768469.3)、“優(yōu)良的耐海水腐蝕、抗疲勞性能及抗環(huán)境脆性的超高強(qiáng)度鋼板及其制造方法(中國專利申請?zhí)?01710182924.1)、“一種高性能耐海洋氣候鋼板及其制造方法”(中國專利申請?zhí)朲L201410299647.9)及“耐鹽霧腐蝕的軟磁結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法”(中國專利申請?zhí)朲L200510027312.2)。