[發明專利]一種稀土耐蝕鋼板及其制備方法

在審

• 申請號: 202110265158.1
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113073256A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 吳剛;姜學鋒;文小明;韓宇;陳紅遠;李霞;王麗銘;董志鵬;彭飛;呂建勛
• 申請（專利權）人: 本鋼板材股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/20;C22C38/38;C21D8/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 任凱

本發明屬于冶金領域，具體涉及一種稀土耐蝕鋼板及其制備方法。本發明的技術方案如下：一種稀土耐蝕鋼板，鋼板的化學成分及質量百分比為：C：0.05～0.25％、Si：0.07～0.37％、Mn：0.90～1.65％、S：0.001～0.008％、P：0.003～0.015％、Al：0.015～0.055％、Cu：0.10～0.50％、Cr：0.20～0.50％、RE：0.01～0.05％、N：0.0010～0.0060％，其余為Fe和其它不可避免的雜質。本發明提供的稀土耐蝕鋼板，具有強度高、厚度薄、耐腐蝕性能良好和使用壽命長的特點。

技術領域

本發明屬于冶金領域，具體涉及一種稀土耐蝕鋼板及其制備方法。

背景技術

隨著基礎設施建設和廠房建筑的持續增加，鋼結構建筑得到普及和持續發展，鋼結構廣泛應用于建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面。量大面廣的普碳鋼(占比約70％)和低合金鋼(占比約20％)都面臨著嚴重的易腐蝕問題。據統計我國每年因腐蝕造成的損失約占GDP的3-4％，損失巨大。鋼鐵腐蝕危害遍及日常生活和幾乎所有行業，尤其是基礎設施用鋼日復一日面對著大氣腐蝕，如何以低成本顯著提高建筑鋼材耐大氣腐蝕性能是開發和推廣應用新型耐蝕鋼的關鍵問題。

發明內容

本發明提供一種稀土耐蝕鋼板及其制備方法，具有強度高、厚度薄、耐腐蝕性能良好和使用壽命長的特點。

本發明的技術方案如下：

一種稀土耐蝕鋼板，鋼板的化學成分及質量百分比為：C：0.05～0.25％、Si：0.07～0.37％、Mn：0.90～1.65％、S：0.001～0.008％、P：0.003～0.015％、Al：0.015～0.055％、Cu：0.10～0.50％、Cr：0.20～0.50％、RE：0.01～0.05％、N：0.0010～0.0060％，其余為Fe和其它不可避免的雜質。

上述稀土耐蝕鋼板的制備方法，包括如下工序：鐵水預處理→轉爐冶煉→LF精煉→連鑄→加熱→2300mm熱連軋→控制冷卻→卷取。

進一步地，所述的稀土耐蝕鋼板的制備方法，所述加熱工序的加熱溫度控制在1200～1260℃，保溫時間控制在25分鐘。

本發明的耐蝕性機理：通過研究稀土大原子向銹層和基體的界面處偏聚，使得鋼表面形成銹層后，在靠近銹層的基體處形成了具有保護性的稀土原子層，阻礙銹層向基體內部的擴展，有效減緩腐蝕速率，起到“以銹防銹”的作用。周浸、鹽霧等腐蝕試驗均證實了稀土界面的有效偏聚作用能夠顯著提高耐腐蝕性能。從腐蝕實驗中可以看出，隨著腐蝕時間的延長，銹層厚度增加，同時銹層顆粒也在發生變化。稀土合金化前的銹層顆粒整體上較大，表面銹層不同區域存在高度差并且分布不均，有些區域銹層較為致密，而有些區域則相對疏松，這是由浸潤過程中水流的波動造成的。稀土合金化后的銹層較為平整，厚度相比稀土合金化前的銹層要薄很多，銹層顆粒較小且致密性更好。通過對銹層截面進行元素分布分析，稀土合金化前銹層較厚，表面銹層疏松、脫落嚴重。由于合金元素含量較低，銹層中沒有明顯的元素富集現象，其中環氧樹脂與銹層結合處明顯高于基體含量的Al峰是由外界環境帶入。加入稀土元素后內外銹層結合較好，脫落程度輕，致密性好。稀土的加入提高了P、Cr、Ni等元素在銹層中的富集，促進了各耐候元素在銹層中的重新分布。除此以外，在銹層和基體結合處，稀土元素La和Ce的含量相對較高，說明稀土在此處發生了偏聚，進而改善了銹層的性質，有效阻礙了銹層向基體內部的擴展，提高了耐腐蝕性。

本發明的有益效果為：

1、本發明的稀土耐蝕鋼板在大氣環境下，相比于傳統的普碳鋼和低合金耐大氣腐蝕性能能夠提高2～5倍，可避免鋼材運輸過程中的銹蝕損失。稀土耐蝕鋼結構可免除涂裝與鍍鋅，目前鋼材鍍鋅后壽命約為15年，稀土耐蝕鋼可延長使用壽命至20年以上，減輕環保負擔，利于資源合理化應用。