[發明專利]一種高強度耐候鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 202010116991.5
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111101071B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 董常福;陳俊;劉旭輝;李光輝;劉振宇;鄭慶;梁亮;胡大
• 申請（專利權）人: 湖南華菱漣源鋼鐵有限公司;湖南華菱漣鋼薄板有限公司;東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/60;C21D8/02
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李國祥

本申請提供了一種高強度耐候鋼，所述高強度耐候鋼包含以下化學組成按重量百分含量為，C 0.06～0.07％，Si 0.23～0.26％，Mn 1.40～1.50％，P≤0.009％，S≤0.007％，Als≤0.015％，Ni 0.0～0.19％，Cr 0.0～0.51％，Cu 0.31～0.33％，Ti 0.110～0.12％，Nb 0.030～0.036％，Sb 0.0～0.09％，N≤0.055％，余量為Fe和不可避免的雜質。本申請提供的高強度耐候鋼，實現了高強度、高塑性和高韌性的平衡，同時獲得近全鐵素體基體組織，大幅降低晶界額外體積，而且采用相對較高的卷取溫度，大幅降低位錯密度，實現了高耐候性。

技術領域

本申請屬于鋼鐵冶煉技術領域，尤其涉及一種高強度耐候鋼及其生產方法。

背景技術

世界上每年由于腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于金屬年產量的20～ 40％，我國每年因鋼材銹蝕造成的直接經濟損失超過100億元，而且鋼材的腐蝕降低鋼結構的服役壽命、造成人員傷亡以及經濟損失、排放造成環境污染。另一方面，鐵路車輛服役中受大氣環境腐蝕，面臨嚴重的大氣腐蝕問題。為滿足我國鐵路高速重載的需求，鐵路車輛用耐候鋼的強度標準不斷提高，但高耐蝕與高強韌在一定程度上具有不一致性，亟待深入研究高強耐候鋼的耐大氣腐蝕機理，實現高強韌和高耐蝕的一體化控制。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種高強度耐候鋼，以解決現有技術中存在的鋼材無法同時達到高強度與高耐候性的技術問題。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：提供一種高強度耐候鋼，包含以下化學組成按重量百分含量為，C 0.06～0.07％，Si 0.23～0.26％，Mn 1.40～1.50％，P≤0.009％，S≤0.007％，Als≤0.015％，Ni 0.0～0.19％， Cr 0.0～0.51％，Cu 0.31～0.33％，Ti 0.110～0.12％，Nb 0.030～0.036％， Sb 0.0～0.09％，N≤0.055％，余量為Fe和不可避免的雜質。

通過上述技術方案，降低C和Mn含量以改善低溫韌性和耐腐蝕性能，同時添加Ni、Cr、Cu和Sb等耐候性元素，實現基體組織類型、固溶、析出、晶粒尺寸、位錯密度等的控制。強韌性的提高伴隨組織應力、晶界面積、位錯密度的提高。

可選地，所述高強耐候鋼組織特征為近全鐵素體組織。

可選地，所述高強耐候鋼中珠光體的含量在2％以下。

可選地，所述的高強度耐候鋼的屈服強度在636MPa～710MPa之間，抗拉強度在698MPa～775MPa之間，延伸率在23％～26％之間，-40℃半樣夏比V型缺口沖擊吸收功在54J～77J之間。

可選地，所述的高強度耐候鋼的周浸加速腐蝕150周期的失重率為 1.0～1.28g/(m²·h)。

本申請的另一方面，提供了一種生產如上所述的高強度耐候鋼的生產方法，包括：鋼材的冶煉、鑄造、鍛造、軋制工序，其特征在于，所述軋制工序具體包括以下工藝步驟：

軋制：將鍛造后的鋼坯進行加熱，加熱至1200℃，并保溫一段時間，然后進行一階段軋制和溫控以及二階段軋制和溫控，二階段軋制及溫控完成后對鋼材進行快速冷卻至560～656℃。

通過上述技術方案，能夠有效的細化組織，整個軋制過程是從高溫到低溫連續進行，一階段軋制及溫控后形成再結晶的高溫奧氏體組織，二階段軋制及溫控后形成硬化的奧氏體組織。其原理為：一階段軋制及溫控的動態再結晶和亞動態字再結晶細化；二階段軋制及溫控能提高晶界面積和內部缺陷，提高隨后冷卻過程中的形核率，進而達到細化組織的目的。

可選地，所述鋼材的快速冷卻的冷卻速度≥20℃/s，然后進行緩慢冷卻。兩階段的軋制完成后，采用不小于20℃/s的冷卻速度快速冷卻至鐵素體相變區間，隨后進行緩慢冷卻，即可獲得幾乎全鐵素體組織，大大的提高鋼材的韌性及塑性。