高鉻耐候鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種高鉻耐候鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐候鋼，又稱耐大氣腐蝕鋼，能夠抵御自然大氣條件下的腐蝕，是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列，耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性；耐候性為普碳鋼的2?8倍，涂裝性為普碳鋼的1.5?10倍。同時(shí)，它具有耐銹，使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能等特點(diǎn)。耐候鋼主要用于鐵道、車輛、橋梁、塔架等長(zhǎng)期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。用于制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺(tái)及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中耐候鋼大多采用添加鉬、鈮、鈦、鋯和釩等元素，以使其表面上形成保護(hù)層，來(lái)提高鋼的耐候性能，這些元素大多價(jià)格昂貴，制備成本相對(duì)較高，另外，稀土元素雖然具有極強(qiáng)的脫氧能力，且可細(xì)化晶粒，改變夾雜物的形態(tài)，但是其氧化物的熔點(diǎn)較高，比重大，在連鑄時(shí)易造成中間包水口堵塞。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮椤?01210130225.X”，發(fā)明名稱為“一種耐候鋼”，公開(kāi)了一種以下重量百分比的物料構(gòu)成:錳0.36?0.50% ;鉻0.45?0.60% ;鎳0.11?0.13% ;銅0.25?0.32% ;氮< 0.005% ;磷0.070?0.105% ;余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)的耐候鋼。其中，該專利耐候鋼中鉻含量較低，且磷含量較高，容易導(dǎo)致鋼的脆性，且制備的鋼材不能滿足現(xiàn)有工業(yè)對(duì)耐候鋼高耐蝕性、強(qiáng)韌性等新要求。
[0005]高強(qiáng)度高耐候鋼與普通耐候鋼相比，耐蝕性能提高了約一倍，提高了鐵道車輛的使用壽命，同時(shí)由于合金含量高，屈強(qiáng)比較高。為了保證鐵路、船舶、橋梁、建筑、容器等在高寒地區(qū)的運(yùn)行可靠性，各國(guó)都對(duì)特殊碳鋼提出了低溫沖擊吸收功要求。
[0006]大量試驗(yàn)研究與工程實(shí)踐表明，低合金高強(qiáng)度鋼在低溫時(shí)會(huì)發(fā)生脆化現(xiàn)象，脆化時(shí)材料由韌性狀態(tài)過(guò)渡到脆性狀態(tài)，沖擊值明顯降低，斷口由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀。金屬材料在這種低溫下發(fā)生變脆的特性被稱之為低溫脆性，金屬材料在低溫下抵抗脆性破壞的能力稱為低溫韌性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種塑性良好，純凈度好的高鉻耐候鋼。
[0008]本發(fā)明高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C彡0.07%，Si彡0.50%，Μη 彡 1.5%,Ρ 彡 0.02%,S 彡 0.010%,Cu 0.20 ?0.55%,Cr 4.50 ?5.50%,Ni 0.10 ?0.65%, Τ?0.01%?0.03%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C 0.01 ?0.07 %，Si 0.02 ?0.5%，Μη 0.15 ?1.5 %，Ρ 彡 0.02 %，S ^ 0.010%, Cu 0.20 ?0.55 %，Cr 4.50 ?5.50 %，Ni 0.10 ?0.65 %，T1.01 % ?0.03%,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C 0.01 ?0.03%，S1.02 ?0.10%，Μη 0.15 ?0.30 %，Ρ < 0.010 %，S
<0.005%, Cu 0.20 ?0.39%，Cr 4.50 ?5.50%，Ni 0.10 ?0.21%，Ti 0.01 ?0.03%，
其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0011]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C 0.02%, Si 0.05%, Μη 0.22%, Ρ 0.008%, S 0.002%, Cu 0.30%, Cr4.95%, Ni 0.15%, Ti 0.02%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0012]上述所述高鉻耐候鋼，屈服強(qiáng)度450?510MPa，抗拉強(qiáng)度550?630MPa，延伸率彡25%，-40 °C下低溫沖擊功彡300J，相對(duì)腐蝕率< 25%。
[0013]本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種方法簡(jiǎn)單，成本低，低溫沖擊功^ 300J的高鉻耐候鋼的制備方法。
[0014]上述所述高鉻耐候鋼的制備方法，該方法主要包括以下步驟:鋼坯一熱乳一層流冷卻一卷?。?br>[0015]其中，熱乳步驟中精乳開(kāi)乳溫度為900?950°C，熱乳步驟中終乳溫度為800?829°C ;冷卻步驟中層流冷卻上集管水量比例為75?85%，下集管水量比例為90?100% ;卷取步驟中的溫度為520?557°C。
[0016]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼的制備方法，熱乳步驟中精乳的開(kāi)乳溫度為921°C，熱乳步驟中終乳溫度為814°C ;冷卻步驟中上集管水量比例85%，下集管水量比例為100% ;卷取溫度為545 °C。
[0017]本發(fā)明尚絡(luò)耐候鋼的制備方法及其制備的沖擊功性能優(yōu)良的尚絡(luò)耐候鋼，具有生產(chǎn)成本低，工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品合格率高，耐候鋼綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)，不僅能滿足現(xiàn)有工業(yè)對(duì)耐候鋼的高耐候性要求，還能滿足鋼材高強(qiáng)度的力學(xué)性能要求，尤其是在高寒地區(qū)鋼材具有低溫韌性高的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)控制乳制和冷卻工藝(低溫乳制和較大冷卻流量，細(xì)化晶粒和控制顯微組織構(gòu)成)，具有高沖擊功性能、乳制合格品率高，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C ( 0.07%, Si ( 0.50%,Μη 彡 1.5%,Ρ 彡 0.02%,S 彡 0.010%,Cu 0.20 ?0.55%,Cr 4.50 ?5.50%,Ni 0.10 ?0.65%, T1.01%?0.03%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0019]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C 0.01 ?0.07 %，Si 0.02 ?0.5%，Μη 0.15 ?1.5 %，Ρ 彡 0.02 %，S ^ 0.010%, Cu 0.20 ?0.55 %，Cr 4.50 ?5.50 %，Ni 0.10 ?0.65 %，T1.01 % ?
0.03%,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0020]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C 0.01 ?0.03%，S1.02 ?0.10%，Μη 0.15 ?0.30 %，Ρ < 0.010 %，S
<0.005%, Cu 0.20 ?0.39%，Cr 4.50 ?5.50%，Ni 0.10 ?0.21%，Ti 0.01 ?0.03%，
其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0021]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選的技術(shù)方案，上述所述高鉻耐候鋼，由以下重量百分比化學(xué)成分組成:C 0.02%, Si 0.05%, Μη 0.22%, Ρ 0.008%, S 0.002%, Cu 0.30%, Cr4.95%, Ni 0.15%, Ti 0.02%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0022]上述所述高鉻耐候鋼，屈服強(qiáng)度450?510MPa，抗拉強(qiáng)度550?630MPa，延伸率彡25%，-40 °C下低溫沖擊功彡300J，相對(duì)腐蝕率< 25%。
[0023]上述所述高鉻耐候鋼的制備方法，該方法主要包括以下步驟:鋼坯一熱乳一層流冷卻一卷??；
[0024]其中，熱乳步驟中精乳開(kāi)乳溫度為900?950°C，熱乳步驟中終乳溫度為800?829°C ;冷卻步驟中層流冷卻上集管水量比例為75?85%，下集管水量比例為90?100% ;卷取步驟中的