一种免热镀锌的光伏支架用钢的制作方法

本发明属于新材料
技术领域：
，特别涉及一种免热镀锌的光伏支架用钢。
背景技术：
：目前，国内的光伏支架用钢主要采用热镀锌钢板或钢质型材加工而成，如材料q235b或q345b的热镀锌钢板或钢质型材等。由于上述热镀锌产品在生产时会形成大量废水、废酸，造成污染环境、难于处理，严重影响国家的环保治理；同时由于原材料锌的价格较高，造成热镀锌钢板或钢质型材的价格成本较高，因此需要寻求一种可实现免热镀锌的光伏支架用钢新材料。技术实现要素：本发明的目的是提供一种免热镀锌的光伏支架用钢，以解决现有光伏支架采用热镀锌钢板而产生的污染大、生产成本高的问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种免热镀锌的光伏支架用钢，所述光伏支架用钢为铝镇静细晶粒钢，其化学成分组成如下：cu0.20-0.50wt%、cr0.40-1.00wt%、ni0.05-0.50wt%、p0.010-0.110wt%、c0.050-0.120wt%、si0.15-0.50wt%、mn0.30-1.20wt%、s≤0.020wt%、ti≤0.040wt%、nb≤0.050wt%，其余为fe。优选的，所述钢的化学成分组成如下：cu0.30wt%、cr0.55wt%、ni0.15wt%、p0.010-0.020wt%、c0.080wt%、si0.25wt%、mn0.80wt%、s≤0.005wt%、ti0.015wt%、nb≤0.020wt%，其余为fe。该组分配比的钢材更适用在干冷性气候。或者优选的，所述钢的化学成分组成如下：cu0.28wt%、cr0.50wt%、ni0.12wt%、p0.070-0.090wt%、c0.070wt%、si0.20wt%、mn0.55wt%、s≤0.005wt%、ti0.020wt%、nb≤0.010wt%，其余为fe，该组分配比的钢材更适用在温热性气候。本发明提供了一种免热镀锌的光伏支架用钢新材料，制备时采用转炉或电炉冶炼，经lf或vd真空精炼等手段，进一步将合金成分通过计算进行精准配入，进一步净化钢水，再经板坯铸机生产出对应规格的坯料，通过粗轧、精轧机组轧成合适规格的钢板或钢带，最后经过钢板保温缓冷48小时后下料、加工制作成合适的光伏支架用型钢即可，所述步骤皆为现有技术中的常规方法。本发明提供的免热镀锌光伏支架用钢新材料，与传统的热镀锌光伏支架用钢相比，由于生产工艺减少了运送、酸洗、镀锌等工序环节，所以不会产生废水、废酸，不会污染环境，同时生产周期大幅缩短；成本相对低廉，比热镀锌光伏支架用钢吨钢可节约15-20%；所述钢材料使用中可生成自保护氧化膜，有效抵御空气中的水分、co、co2等介质的侵蚀，同时具有优异的焊接性能、加工性能和耐低温冲击韧性，适合在地域开阔、光照充足、气候相对干燥、通风条件良好的环境下代替热镀锌钢材在光伏支架上应用。说明书附图图1为具体实施方式中，加速周浸腐蚀试验对现有技术中热镀锌钢铁基材表面加速腐蚀前后的电镜分析结果；图2为具体实施方式中，加速周浸腐蚀试验对实施例1所述光伏支架用钢表面加速腐蚀前后的电镜分析结果。具体实施方式以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：实施例1一种免热镀锌的光伏支架用钢，所述光伏支架用钢为铝镇静细晶粒钢，其化学成分组成如下：0.31wt%cu、0.57wt%cr、0.13wt%ni、0.012wt%p、0.085wt%c、0.28wt%si、0.87wt%mn、0.003wt%s、0.018wt%ti、0.001wt%nb，其余为fe。制备时采用转炉冶炼，经lf真空精炼，根据化学组成将合金定量配入，之后净化钢水、经板坯铸机生产出对应规格的坯料，之后通过粗轧、精轧机组轧成钢板，钢板保温缓冷48小时后下料、加工制作成光伏支架用型钢。实施例2cu0.30wt%、cr0.55wt%、ni0.15wt%、p0.015wt%、c0.080wt%、si0.25wt%、mn0.80wt%、s0.003wt%、ti0.015wt%、nb0.001wt%，其余为fe。制备方法同实施例1。实施例3一种免热镀锌的光伏支架用钢，所述光伏支架用钢为铝镇静细晶粒钢，其化学成分组成如下：0.27wt%cu、0.49wt%cr、0.11wt%ni、0.089wt%p、0.064wt%c、0.29wt%si、0.54wt%mn、0.002wt%s、0.015wt%ti、0.002wt%nb，其余为fe；制备方法同实施例1。实施例4一种免热镀锌的光伏支架用钢，所述光伏支架用钢为铝镇静细晶粒钢，其化学成分组成如下：0.28wt%cu、0.53wt%cr、0.12wt%ni、0.085wt%p、0.058wt%c、0.27wt%si、0.48wt%mn、0.002wt%s、0.018wt%ti、0.001wt%nb，其余为fe；制备方法同实施例1。实施例5cu0.28wt%、cr0.50wt%、ni0.12wt%、p0.070-0.090wt%、c0.070wt%、si0.20wt%、mn0.55wt%、s0.002wt%、ti0.020wt%、nb0.005wt%，其余为fe；制备方法同实施例1。实施例1-2所述光伏支架用钢，适用在相对干冷性气候；实施例3-5所述光伏支架用钢，适用于相对温热性气候。效果例检测评价（1）分别测试实施例1、3、4获得的免热镀锌的光伏支架用钢、以及现有技术中的热镀锌钢材（型号为安钢热镀锌q235b）的耐腐蚀指数、加工断裂伸长率、焊接冷裂纹指数、-20°低温冲击韧性，结果见下表：测试样品耐腐蚀指数，i断裂伸长率，a/%焊接冷裂纹指数，pcm-20°冲击功，kv2/j实施例16.3628-360.184220-275实施例36.8827-320.141183-235实施例46.9527-350.134201-255现有热镀锌钢材1.40-1.4522-260.19-0.2147-60注：各项性能指标检验依据①耐腐蚀指数i：依据astmg101标准-低合金钢抗大气腐蚀能力评价公式i=26.01(%cu)+3.88(%ni)+1.20(%cr)+1.49(%si)+17.28(%p)-7.29(%cu)(%ni)-9.10(%ni)(%p)-33.39(%cu)2②断裂伸长率a：依据国家标准gb/t228–金属材料室温拉伸试验方法③焊接冷裂纹指数pcm：pcm(%)=c+si/30+mn/20+cu/20+ni/60+cr/20+mo/15+v/10+5b④冲击韧性：依据国家标准gb/t229–金属材料夏比摆锤冲击试验方法。从上表测试结果可以看出，实施例1、3和4提供的免热镀锌的光伏支架用钢具有优异的抗大气腐蚀能力、优异的塑性和韧性，同时焊接性能优良；而现有技术中的热镀锌光伏支架用钢由于表面存在镀锌层大大影响了其组装和现场安装时的材料焊接，以及焊接部位的抗大气腐蚀能力。（2）模拟一般工艺性气候条件，进行加速周浸腐蚀试验，结果如下：试验条件：实验参数数值实验参数数值腐蚀溶液0.01mol/l的nahso3溶液，ph为4.4～4.8循环周期60min，其中浸润时间12±1.5min水槽温度45±2℃试验时间72h试验机内相对湿度60%～80%rh环境温度25℃~30℃试验结果分析：图1、2分析结果表明，当前光伏支架用的热镀锌钢铁基材，表面腐蚀层疏松且内部存在裂纹，无法形成有效的抵御大气腐蚀的防护层，故需要采用热镀锌等手段进行大气防腐；而本发明所述的免热镀锌光伏支架用钢，其表面腐蚀层表现为一种致密的非晶态覆盖层，内部无裂纹和疏松现象，可有效抵御外界大气中水分以及co2等有害离子的侵蚀，可形成一种自保护的防护层，故可在一定条件下（主要指光伏支架用钢的常用使用条件）不再需要采用热镀锌等手段进行大气防腐；同时需要说明的是由于本发明所述的免热镀锌光伏支架用钢其表层材质与内部是一致的，即使出现表层破损，裸露出的内部组织依然可以在相同的外部环境下自生成同样的防护层，所以存在自愈性，这是热镀锌钢铁材料所不具备的。当前第1页12