[其他]低合金耐大氣腐蝕鋼

無效

• 申請號: 85108118
• 申請日: 1985-11-01
• 公開（公告）號: CN85108118B
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 郭泰清;高洪適;吳瑞銀;魯赤
• 申請（專利權）人: 鞍山鋼鐵公司;鞍鋼鋼鐵研究所
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16
• 代理公司: 鞍鋼專利事務所
• 代理人: 趙長芳

本發明涉及一種低合金耐大氣腐蝕鋼。

金屬腐蝕是金屬材料自然損失的一種主要形式。據世界發達國家的調查，金屬腐蝕所帶來的經濟損失約占當年國家經濟生產總值的百分之三點五左右。已有數據表明，每年大約有10～20%的鋼鐵由于金屬腐蝕而損失掉了。在大氣中使用的鋼鐵構件的數量占世界鋼材生產總量的百分之六十左右，金屬材料暴露在大氣中，受空氣中水和氧等的化學電化學作用所引起的腐蝕即所謂的大氣腐蝕是金屬腐蝕中危害最大的一種。因大氣腐蝕而損失的金屬約占總腐蝕損失量的一半以上。尤其是對于鐵路車輛、橋梁、塔架等長期暴露在大氣中使用的金屬件，大氣腐蝕已成為影響其壽命的主要威脅，不僅造成了金屬損失，而且增加了制造加工和維修更換的工作量。

金屬腐蝕問題已日益引起人們的重視。而提高鋼材的耐蝕性能是防腐蝕的根本途徑。為此，各國都千方百計研制耐大氣腐蝕用鋼即耐候鋼，并廣泛地應用于各種與大氣接觸的環境中。在發達的國家中，鐵路車輛已多用耐候鋼制造。

我國的鐵路車輛，由于都是用耐蝕性差的普碳鋼制造，因此腐蝕嚴重，壽命短，更換頻繁。隨著我國四化建設的飛速發展，鐵路運輸量的增加以及對耐大氣腐蝕金屬材料需求量的增多，特別是鐵道部作為基本技術政策已決定今后鐵路車輛將逐漸全部改用耐候鋼制造。所以，研制生產我國自己的耐候鋼已成為當務之急。

提高鋼的耐大氣腐蝕性能，國內外普遍采取的是在鋼中添加不同合金元素的方法來解決。一般認為，Cu、P是耐候鋼最理想的合金元素，因此，各國幾乎都無一例外的為主采用。但是由于Cu、P的添加又使鋼不可避免的產生脆裂等嚴重缺陷并導致鋼的塑、韌性等能降低。為此，各國都程度不同的加入其他合金元素以彌補此缺陷。國外多用Cr、Ni、Mn元素構成CuPCrNiMn系列，有的甚至在Cr，Ni外還添加Sb、Sn、AS、Sr或Nb、Zr、Ta、Ti等稀有元素，雖可提高鋼的性能，但卻使其成本提高。

日本專利公開說明書昭51-071817介紹的“耐大氣腐蝕及抗高溫裂紋鋼”其化學成分（%）為：C≤0.08、Si≤0.75、Mn10～20、P0.05～0.15、Cu0.15～0.60、Cr0.10～0.15、Ni0.15～1.0、Al＜0.10。

美國USS標準Cor-Ten“B”規定耐候鋼成分（%）是：C0.10～0.19、Si0.15～0.30、Mn0.90～1.25、S≤0.05、P≤0.04、Cu0.25～0.40、Cr0.40～0.65、V0.02～0.10。

蘇聯耐候鋼10×CHД成分（%）為：C≤0.12Si0.08～1.10、Mn0.35～0.80、P≤0.035、Cu0.40～0.65、Cr0.60～0.90、Ni0.50～0.80。

我國武漢鋼鐵公司曾研制過09MnCuPTi耐候鋼，但效果亦不理想。

我國的Cr、Ni等金屬資源缺乏，但Cu、P、V尤其是RE資源十分豐富。顯然，采用Cr、Ni等元素不適合我國的資源條件。而添加的金屬則使鋼的成本大幅度提高，亦不宜采用。

本發明的目的是立足于我國資源條件和生產實際，使用來源方便、資源豐富的合金元素，提供一種成本低廉，具有良好的耐大氣腐蝕性能和較高強度、較好可焊性生產工藝簡單的低合金耐候鋼。

上述目的由于本發明采用了以下措施而得以實現。

研究結果表明，Cu和P是耐蝕作用十分突出的合金元素。在大氣腐蝕的條件下，鋼中的Cu是陰極去極化劑，P是陽極去極化劑。合金元素Cu與P加入后，能加速鋼的均勻溶解和Fe〈`;++;`〉離子的氧化速度，有助于在鋼表面上形成均勻的V-FeOOH銹層，促進生成非晶態羥基氧化鐵致密保護膜，起到保護作用。通過內銹層可以進行一些腐蝕反應。結果繼續生成非晶態物質，使內銹層更加致密化，最終形成幾乎完全不能進行腐蝕過程的屏障，反映在鋼的電化學行為上可以看到陽極過程受阻滯。時間愈長其致密程度愈完善，耐蝕作用亦愈明顯。

另外，在銹層蝕孔內的裂紋和空洞等缺陷部位有Cu、P等合金元素沉積和富集，借此就能修補缺陷部，使鋼的內部不再繼續受腐蝕。

Cu和P元素在鋼中同時起著固溶強化的作用。

V是強碳化物形成元素，在鋼中以VC和V_４C_３形式存在，起著沉淀強化的作用，提高鋼的強韌性。由于V奪取了鋼中部分的C，從而減少了Fe_３C的含量，使顯微組織中珠光體成分降低，因此提高了鋼的耐蝕性。