专利名称：耐盐雾腐蚀的软磁结构钢及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种软磁结构钢及其制造方法，本发明特别涉及到一种磁悬浮轨道梁专用的、具有较高的强度、优良的电磁性能和低温韧性、良好的焊接性，又具有高的磁通密度、高电阻率以及优良的抗磁时效性、耐大气腐蚀，尤其适宜在沿海地区使用的、具有良好的耐盐雾腐蚀性能(主要是耐Cl-离子腐蚀性)的软磁结构钢板，特别适合用作沿海高盐雾地区磁悬浮列车轨道梁上的侧面导向板。
背景技术：
用于磁悬浮的普通软磁结构钢板最先出现在德国，德国蒂森钢铁股份公司分别于1982年和1999年在美国申请了专利US 4350525磁悬浮铁轨部件(Magnetic suspensionrailroad parts)和US 6287395“可高能焊接的软磁钢及其在磁悬浮铁轨部件上的应用”，揭示了软磁结构钢板发明过程，US 4350525和US 6287395阐述了软磁结构钢中各合金元素的作用。但是按此专利技术生产出的软磁结构钢板，实物质量较低，表现为冲击韧性较低，尤其0℃以下的低温冲击韧性很低，0℃横向冲击功(Akv)在12J～57J之间，可能给列车运行带来隐患；同时磁感也不高，B40只有1.60T左右，尤其低磁场下磁感较低B3只有0.60T，电磁转化效率偏低，无效损耗大，电能损耗大，不能适应日益严格环境保护要求。
宝钢在2001年申请的中国专利ZL01126937.5“磁悬浮列车用高性能软磁钢”，用于磁悬浮轨道梁的软磁结构钢板性能较德国发明有大幅度地提高，但其磁通密度、电阻率及低温冲击韧性仍然不够高(B40约1.60T～1.61T、B3约0.9T～1.00T、电阻率ρ约0.39～0.40μΩm，0℃Akv≥140J)，尤其冲击韧性在低于-10℃时，不能保证≥27J，焊接性也较差，焊接线能量只能控制在≤12kJ/cm才能保证热影响区(HAZ)0℃Akv≥27J因此，此种软磁结构钢板在比较寒冷的北方使用仍存在较大安全隐患。
宝钢在2002年申请的中国专利ZL02136192.4，用于磁悬浮轨道梁的软磁结构钢板性能较宝钢在2001年申请的中国专利ZL01126937.5有大幅度地提高，其磁通密度、电阻率具有大幅度提高(B40约1.65T～1.68T、B3约1.15T～1.30T、电阻率ρ约0.42～0.45μΩm)，低温冲击韧性虽然提高幅度很大，Akv(-20℃)＞150J，焊接性也有大幅度提高，可以采用较大线能量焊接，模拟焊接热影响区(HAZ)-20℃Akv＞27J(模拟参数峰值温度为1350℃、t8/5为50秒、单循环)，但是-20℃以下的母材和焊接接头的冲击韧性Akv波动很大，尤其是焊接热影响区存在局部脆性区(LBZ)，-20℃以下的Akv不能满足≥27J，同时工序比较复杂，生产成本也较高，需要离线常化热处理。
宝钢在2003年申请的中国专利ZL03116097.2，不但制造工序简单，生产成本也较低，无需要离线常化热处理，而且钢板性能也较宝钢在2002年申请的中国专利ZL02136192.4有大幅度地提高，尤其低温冲击韧性提高幅度很大，Akv(-30℃)≥100J，焊接性也有大幅度提高，可以采用较大线能量焊接，模拟焊接热影响区(HAZ)-30℃Akv≥21J(模拟参数峰值温度为1350℃、t8/5为50秒、单循环)，但是-30℃以下的母材和焊接接头的冲击韧性Akv波动很大，尤其是焊接热影响区存在局部脆性区(LBZ)，-30℃以下的Akv不能总能满足≥27J，尤其研究发现高Si含量的合金体系决定了软磁结构钢板的低温韧性无法稳定地满足在-30℃以下寒冷地区的使用安全。
宝钢在2003年申请的中国专利ZL200410017999.7，采用极低C、中等Si含量、高Als、高Mn、中等Cr含量、铁磁性元素Ni合金化、加Ca或稀土元素REM处理、并采用控制Ti/N在2.5～3.2之间等技术手段，优化再结晶控轧和加速冷却工艺〖RCR+ACC或RCR+IDQ(Interrupted Direct Quenching)〗及后续缓冷工艺，使成品软磁结构钢板的晶粒尺寸在10～30μm，获得优异的机械性能、电磁性能和焊接性。-40℃的Akv≥150J，可以采用较大线能量焊接，模拟焊接热影响区(HAZ)-40℃Akv≥50J(模拟参数峰值温度为1350℃、t8/5为50秒、单循环)，满足了在-30℃以下寒冷地区的使用安全。
但是前面所述的软磁结构钢虽然耐普通大气腐蚀性较好，但是耐盐雾腐蚀性(主要是耐Cl-离子腐蚀性)较差，不能在表面形成一层致密的防氧化薄膜，即普通软磁结构钢和以往的耐大气腐蚀钢一样，在多盐分环境下的腐蚀生锈是由于在锈蚀层下Cl-(氯离子)诱发了电化学腐蚀的活性点，易在钢板表面形成一层稳定性差、疏松不致密的β-Fe(OH)3铁锈层，即形成了Cl-巢(nest)，在此Cl-巢作用下，空气中的O2，Cl2等腐蚀介质不断地侵入，导致腐蚀速率增大。结果不够连续致密、保护性差的锈蚀层不断生成并向钢板内部推进，不能适用于沿海高盐雾地区使用。因此为了在空气中盐分多的环境下形成保护性高的锈层，须抑制Cl-(氯离子)的穿透能力。
国内外沿海低温地区大多经济发达，人口稠密，磁悬浮列车最有发展潜力的地区。因此，开发沿海高盐雾地区磁悬浮列车专用软磁结构钢板已刻不容缓。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适宜在沿海高盐雾地区使用的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢及其制造方法，需要解决的技术问题是解决现有软磁结构钢板耐盐雾腐蚀性(主要是耐Cl-离子腐蚀)严重不足的问题，在软磁结构钢板具有高强度、高低温冲击韧性、良好的焊接性及优良的电磁特性的同时，还要具有高的耐盐雾腐蚀性，特别适用于高盐雾的沿海地区。确保软磁结构钢板在严寒地区(-30℃以下)使用的安全性。同时，简化生产工艺，降低生产成本。本发明的思路是采用超低C、1.40％～1.60％Si含量、低Mn、Cu和高Ni合金化、加入0.035％～0.055％的Ti、控制N含量低于0.0035％，并采用Ca或稀土元素REM处理等技术手段，优化再结晶控轧和加速冷却工艺〖RCR(再结晶控制轧制)+ACC(加速冷却)或RCR+IDQ(间断直接淬火Interrupted Direct Quenching)〗及后续缓冷工艺，使成品软磁结构钢板的晶粒尺寸在10～25μm，获得优异的机械性能、电磁性能和焊接性，尤其具有高的耐盐雾腐蚀性，以满足前述对软磁结构钢所有性能要求，特别适用于海滨地区高盐雾环境◆碳众所周知碳对软磁结构钢的电磁性能、低温冲击韧性及焊接性影响很大，从改善钢的电磁性能、低温冲击韧性及焊接性角度，希望钢中C含量比较低为宜；但从软磁结构钢的强度，更重要的从热轧过程和正火过程的显微组织控制角度，C含量不宜过低，因为软磁结构钢中Si含量比较高，过低C含量(＜0.02％)造成Ac1、Ac3、Ar1、Ar3较高，这给热轧和正火的均匀细化组织带来较大问题，易形成混晶组织，造成软磁结构钢低温冲击韧性低下和焊接热影响区低温冲击韧性劣化；其次，C过低将导致晶粒长大速度变快，造成组织粗化，劣化低温冲击韧性；同时C含量过低对耐大气侵蚀性，尤其盐雾腐蚀也不利。综合以上的因素，并考虑C在铁素体内最大固溶度0.02％左右，因此C的含量控制在0.020％～0.040％之间。
◆硅钢中的Si可以提高钢的电阻率和磁导率，减小磁致伸缩、涡流损耗及磁滞损耗，软磁结构钢中加入一定量的Si可以极大地提高钢的电磁性能和电阻率，而过低的硅(＜1.40％)对减小磁致伸缩、涡流损耗及磁滞损耗不利；但由于Si是强铁素体稳定化元素，太多加入Si(＞1.60％)不仅会造成磁通密度降低，造成Ac1、Ac3、Ar1、Ar3较高，这给热轧和正火的均匀细化组织带来较大问题，易形成混晶组织，造成软磁结构钢低温冲击韧性低下和焊接热影响区低温冲击韧性劣化；其次，Si是钢中的脆化元素，过多合金化不仅给钢本身造成很大的脆性，而且严重损害钢的焊接性，此外Si有抑制C从奥氏体和铁素体中析出，提高钢的淬硬性，促进A/M岛形成。综合上述因素，钢中Si含量控制在1.40％～1.60％之间。
◆锰Mn作为合金元素在软磁结构钢中除提高其电阻率、强度和改善韧性外，还具有扩大奥氏体相区，降低Ac1、Ac3、Ar1、Ar3点温度，细化铁素体晶粒作用；但是在高Ni含量条件下(～1.00％Ni)，加入过多Mn(＞0.80％)会降低软磁结构钢的磁通密度，提高软磁结构钢的淬硬性，影响软磁结构钢的焊接性，尤其小线能量焊接时，易形成脆硬组织如马氏体，平衡考虑上述因素，Mn含量控制在0.40％～0.80％之间。
◆磷P作为钢中有害夹杂对软磁结构钢的电磁性能、机械性能，尤其低温冲击韧性和焊接性具有巨大的损害作用，理论上要求越低越好，但考虑到炼钢条件、炼钢成本和炼钢厂的物流顺畅，要求P含量控制在≤0.015％。
◆硫S作为钢中有害夹杂对软磁结构钢的电磁性能具有很大的损害作用，更重要的是S在钢中与Mn结合，形成MnS夹杂物，在热轧过程中，MnS的可塑性使MnS沿轧向延伸，形成沿轧向MnS夹杂物带，严重损害钢板的横向冲击韧性、Z向性能和焊接性，同时S还是热轧过程中产生热脆性的主要元素。理论上要求越低越好，但考虑到炼钢条件、炼钢成本和炼钢厂的物流顺畅原则，要求S含量控制在≤0.005％。
◆铜软磁结构钢用作磁悬浮轨道梁侧面导向板，因此要求其具有极其优良的耐大气腐蚀性能，Cu是非常有效的耐候元素，在软磁结构钢中加入一定的Cu能极大地改善其耐大气腐蚀性；但加入过多的Cu(≥0.50％)，将损害软磁结构钢的电磁性能，如降低磁通密度和提高矫顽力，由于Cu不是铁磁性元素，钢中加入Cu，将降低钢的磁通密度，如果加入Cu含量超过0.50％，在热轧和正火处理过程中，将发生细小弥散的ε-Cu沉淀(Cu在铁素体中固溶度～0.50％)，钉扎磁畴壁运动，进一步降低钢的磁通密度，提高矫顽力，同时还可能造成铜脆。但如果加入Cu含量过少(＜0.20％)，软磁结构钢耐大气腐蚀性不足，因此Cu含量控制在0.20％～0.50％之间。
◆铬Cr与Cu所起的作用基本一样，在软磁结构钢中加入一定含量Cr元素，也能改善软磁结构钢耐大气腐蚀性能。但是Cr在盐雾环境中所起的作用与非盐雾环境中所起的作用正好相反，即在盐雾环境中，Cr使腐蚀前沿面的PH值大幅度降低，加快Cl-巢(nest)的形成，加速腐蚀前沿面的推进速度，降低软磁结构钢在盐雾气氛中的抗腐蚀能力。因此本发明钢中不添加元素。
◆镍Ni是唯一能够同时提高钢的强度、低温韧性及改善钢的焊接性的元素；同时Ni还是铁磁性元素，Fe-Ni合金是一种性能优良的软磁材料，在铁基合金中加入Ni不但不会降低材料的电磁性能，而且会进一步改善电磁性能，钢中加Ni还可以降低铜脆发生，减轻热轧过程的开裂，提高软磁钢的电阻率及改善耐大气腐蚀性，尤其在盐雾环境中，Ni使锈蚀层致密化而抑制了水、氧及Cl-(离子)等腐蚀性介质的穿透能力。当Ni含量大于0.80％时，软磁结构钢板抗盐雾腐蚀性大幅度增加。因此从理论上讲，钢中Ni含量在一定范围内(＜1.50％)越高越好，但是Ni是一种很贵重元素，从性能价格比考虑，适宜的加入量为0.80％～1.20％。
◆钛在盐雾腐蚀环境中，加入一定量的Ti(0.035％～0.055％)可以防止稳定性差、疏松不致密的β-Fe(OH)3铁锈层形成，促进稳定性高、致密性好的锈蚀层形成，抑制Cl-离子侵入，大大提高软磁结构钢板耐盐雾腐蚀性。此外，钢中加入微量的Ti时，Ti与钢中N结合，生成稳定性很高的TiN粒子，抑制焊接热影响区(HAZ)奥氏体晶粒长大和改变二次相变产物，改善软磁结构钢的焊接性。加入Ti含量过少(＜0.005％)，形成TiN粒子数量不足，不足以抑制HAZ的奥氏体晶粒长大和改变二次相变产物而改善HAZ的低温韧性；加入Ti含量过多(＞0.055％)时，在钢液凝固过程中，液析出大尺寸TiN粒子，这种大尺寸TiN粒子不但不能抑制HAZ的奥氏体晶粒长大，反而成为裂纹萌生的起始点；此外，生成TiN数量过多，将导致软磁结构钢的电磁性能下降和矫顽力升高。因此从改善软磁结构钢的耐盐雾腐蚀性和焊接性角度出发，同时又不损害软磁结构钢的电磁性能，Ti含量控制范围为0.0350％～0.055％。
◆氮N的控制范围与Ti的控制范围相对应，其根本的出发点是抑制TiN粒子在钢水或钢水凝固过程中，从液态钢水中析出(从钢水中析出的TiN粒子不仅数量稀少，更主要的是尺寸十分粗大，这种粗大的TiN粒子不但不能抑制HAZ的奥氏体晶粒长大，反而成为裂纹萌生的起始点)；而是要控制在钢水完全凝固以后，从固相中析出。如此，析出的TiN粒子不仅细小而且弥散，能够有效地细化晶粒和改善软磁结构钢的焊接性。依据上述分析，TiN粒子析出开始温度应低于1450℃，根据log[％Ti][％N]＝4.72-16192/T，N含量应控制在0.004％以下。但是，N含量高时，钢中自由[N]增加，软磁结构钢在以后使用过程中可能产生严重磁时效，同时钢中N含量增加，焊接HAZ区自由[N]含量急剧增加，严重损害HAZ低温冲击韧性，恶化软磁结构钢的焊接性。综合上述分析，钢中的N含量控制在≤0.0035％。
◆Ca或REM对钢进行Ca或REM处理，一方面可以进一步纯洁钢液，另一方面对钢中硫化物进行变性处理，使之变成不可变形的、稳定细小的球状硫化物，提高软磁钢的电磁性能、抑制S的热脆性、提高软磁钢冲击韧性和Z向性能、改善软磁结构钢冲击韧性的各向异性。Ca或REM加入量的多少，取决于钢中S含量的高低，Ca或REM加入量过低，处理效果不大；Ca或REM加入量过高，形成Ca或REM(O，S)尺寸过大，脆性也增大，可成为断裂裂纹起始点，降低钢的低温韧性，同时还降低钢质纯净度、污染钢液。一般控制Ca或REM含量按ESSP＝(wt％Ca)[1-124(wt％O)]/1.25(wt％S)，其中ESSP为硫化物夹杂形状控制指数，取值范围0.5～5之间为宜，因此Ca或REM含量的控制范围为0.001％≤ ≤0.006％(0.001％≤REM≤0.006％)。
◆酸溶铝Als软磁结构钢中的Als能够固定钢中的自由[N]，防止形成铁的氮化物损害磁性及防止自由[N]在温度和应力作用下产生磁时效，并具有提高软磁钢板的电阻率，同时降低焊接热影响区(HAZ)自由[N]，改善HAZ的低温冲击韧性作用；但钢中加入过量的Als不但会降低钢的磁通密度，而且会在钢中形成大量弥散的针状Al2O3夹杂物，损害钢的电磁性能、低温冲击韧性和焊接性，更重要的是Al是强脱氧剂，在保证Als能够固定钢中自由N的情况下，即Al≥2(Ntotal-0.292Ti)，应尽可能地减少Als含量。根据软磁结构钢成分体系，最佳Als含量控制在0.040％～0.060％之间。
◆Pcm≤0.20％，最好Pcm≤0.18％，其中Pcm＝wt％C+wt％Si/30+(wt％Mn+wt％Cu+wt％Cr)/20+wt％Ni/60+wt％Mo/15+wt％V/10+5wt％B。
◆软磁结构钢的显微组织类型(母材钢板)均匀细小的等轴铁素体晶粒。用作高速磁悬浮列车轨道梁上的软磁结构钢板，既要求具有优良的力学性能，尤其是低温冲击韧性，又要求具有良好的电磁性能。因此，软磁结构钢板的显微组织不同于通常的焊接结构钢板，也不同于普通的无取向电工钢板。对于通常的焊接结构钢板，为了改善其母材和焊接热影响区的低温冲击韧性，形成极细小的铁素体晶粒(＜10μm)或细小的低碳贝氏体组织是有利的；而对于普通的无取向电工钢板，为了改善其电磁性能，形成均匀粗大的等轴铁素体(＞100μm)是有利的。对于软磁结构钢板，如果其显微组织为极细小的铁素体晶粒(＜10μm)或细小的低碳贝氏体组织，虽然能够改善其力学性能，尤其是低温冲击韧性，但是电磁性能严重恶化，尤其低磁场下的磁通密度大大降低，因为铁素体晶粒尺寸过小(＜10μm)，晶界面积增加，晶界钉扎磁畴壁运动的作用加强，对于细小的低碳贝氏体组织，除了不规则晶界钉扎磁畴壁运动外，更重要的是铁素体板条中大量的晶体缺陷，如位错、亚晶界等也严重阻碍磁畴壁运动，严重损害软磁结构钢的电磁性能；如果软磁结构钢板晶粒尺寸过于粗大(＞25μm)，虽然能够改善软磁结构钢板的电磁性能、尤其低磁场下的磁通密度，但是其低温冲击韧性、尤其焊接热影响区的低温冲击韧性急剧恶化。因此，软磁结构钢板的显微组织应为均匀细小的等轴铁素体晶粒，铁素体晶粒尺寸在10μm～25μm之间。
本发明的技术方案是一种耐盐雾腐蚀的软磁结构钢，组成元素的重量百分比为C0.020％～0.040％Si1.40％～1.60％Mn0.40％～0.80％P≤0.015％S≤0.005％Als0.040％～0.060％Cu0.20％～0.50％Ti0.035％～0.055％N≤0.0035％Ni0.80～1.20％Ca或REM；10ppm～60ppm其余为铁和不可避免的夹杂。
并要求Pcm≤0.20％其中Pcm＝wt％C+wt％Si/30+(wt％Mn+wt％Cu+wt％Cr)/20+wt％Ni/60+wt％Mo/15+wt％V/10+5wt％B对软磁结构钢板的组成元素的重量配比进行进一步优化，得到优选后的配比范围是C0.025％～0.035％Si1.45％～1.55％Mn0.55％～0.65％P≤0.013％S≤0.003％Als0.040％～0.060％Cu0.30％～0.40％Ti0.040％～0.050％
N≤0.0030％Ni0.90～1.10％Ca或REM20ppm～50ppm其余为铁和不可避免的夹杂。
并要求Pcm≤0.18％其中Pcm＝wt％C+wt％Si/30+(wt％Mn+wt％Cu+wt％Cr)/20+wt％Ni/60+wt％Mo/15+wt％V/10+5wt％B根据本发明具有极其优良低温冲击韧性(-30℃以下)的软磁结构钢板组织是均匀细小的(10μm～25μm)等轴铁素体晶粒。
本发明的铸造工艺推荐采用连铸工艺，连铸工艺重点控制浇铸温度和钢液凝固速度，浇铸温度≤1560℃，最好在1525℃～1550℃之间，低温浇铸法比较好。钢液从液相线到固相线凝固速度在铸坯不发生裂纹的条件下，凝固速度尽可能快。
采用超低温板坯加热，板坯加热温度控制在1000℃～1150℃之间，最好在1050℃～1100℃之间，确保原始板坯奥氏体晶粒度均匀并且细小。在完全再结晶温度范围内，大轧制道次压下率进行快速连续轧制，确保变形金属发生完全再结晶，为此轧制道次压下率≥15％，最好≥20％，热轧总压下率≥70％，最好≥80％；控制终轧温度在Ar3+30℃点以上，其中Ar3(℃)＝910-310[％C]-80[％Mn]-20[％Cu]-15[％Cr]-55[％Ni]-80[％Mo]-0.35(t-8)，t为板厚(mm)。从轧制结束到开始加速冷却之间的传搁时间应尽可能控制得短，力争控制在30秒以内，最好控制在15秒以内，并且特别重要的是加速冷却开始时，钢板温度必须在Ar3点以上，以≥10℃/s，最好≥20℃/s冷却速度冷却至500℃以下，最好在300℃～500℃之间，然后堆垛缓冷或缓冷坑缓冷至室温；或者进行轧后直接淬火(DQ-DirectQuenching)至淬火停止温度(QST-Quenching Stop Temperature)，QST也控制在500℃以下，最好在300℃～500℃之间，然后堆垛缓冷或缓冷坑缓冷至200℃左右后，自然空冷至室温。采用堆垛缓冷或缓冷坑缓冷的目的是消除应加速冷却在钢板内部形成的内应力，提高电磁性能，缓慢冷却速度控制在≤60℃/hr。
本发明的有益效果是本发明成分设计合理，实现了软磁结构钢板的高强度、高韧性、良好的焊接性及优良的电磁特性的有机统一，更重要的是具有高的耐盐雾腐蚀特性，特别适用于高盐雾的沿海地区。即采用超低C、1.40％～1.60％Si含量、低Mn、Cu+高Ni合金化、加入0.035％～0.055％的Ti、控制N含量低于0.0035％，并采用Ca或稀土元素REM处理等技术手段，优化再结晶控轧和加速冷却工艺〖RCR+ACC或RCR+IDQ(InterruptedDirect Quenching)〗及后续缓冷工艺，使成品软磁结构钢板的晶粒尺寸在10～25μm，获得优异的力学性能、电磁性能和焊接性，更重要的是解决了现有软磁结构钢板耐盐雾腐蚀性(主要是耐Cl-离子腐蚀)严重不足的问题，开发出适宜在沿海高盐雾地区使用的软磁结构钢板；同时，此软磁结构钢板还具有优良的低温冲击韧性，确保软磁结构钢板在严寒地区(-30℃以下)使用的安全性，简化了生产工艺、降低了生产成本，进一步拓展了软磁结构钢的成分设计体系。
附图为本发明实施例3软磁结构钢显微组织金相图具体实施方式
实施例本发明软磁结构钢板制造过程如下实验室真空感应炉冶炼，钢液成分达到目标成分后，立即开始浇铸，钢水的浇铸温度为15252～1550℃。板坯在加热炉中均热时间＝板厚(mm)×(0.5～1.0)min/mm，均热温度为1050℃～1100℃，热轧采用9道次轧制工艺，累计压下率70％～90％，终轧温度为800℃～850℃，终轧结束与开始加速冷却之间的传搁时间为15s～30s，开始加速冷却时钢锭的表面温度在800℃以上，加速冷却速度为10℃/s～30℃/s，停冷温度为500℃～600℃，随后缓慢冷却至300℃(缓慢冷却速度≤1℃/min)，然后自然至室温。
本发明5个比较例和4个实施例A、B、C、D成分见表1，机械性能对比见表2，在含有盐含量6.0mg/m2d(毫克/米2×天)的气氛中的腐蚀失重速率见表3。
表1 化学成分
实施例3即本发明C的金相组织见附图表2 机械性能对比
◆焊接热模拟参数单循环，模拟峰值温度1350℃、t8/5＝50秒。
表3 在含有盐含量6.0mg/m2d(毫克/米2×天)的气氛中的腐蚀失重速率
磁悬浮快速列车系统是一种快速、安全、高效、环保型的交通工具，目前国际上最快的磁悬浮列车时速已达到560公里/小时以上。磁悬浮快速列车系统作为快速、安全、高效、环保型的交通工具越来越受到人们的青睐，国内外将会掀起建设磁悬浮快速列车系统的高潮；而作为磁悬浮快速列车系统轨道梁关键部件一侧面导向软磁结构钢板，尤其在沿海地区使用的高性能软磁结构钢板，必将具有广阔的市场前景。
随着我国国民经济和社会发展，发展磁悬浮快速列车系统已摆到日事议程，同时发展磁悬浮列车系统可以提升我国整体机械制造、自动控制等技术水平，带动相关产业发展。国家重点工程浦东国际机场磁悬浮示范线已全面建成，它的建成必将带动我国磁悬浮列车运输系统及相关产业的飞速发展而孕育着无限商机。磁悬浮侧面导向软磁结构钢板是磁悬浮导轨上的关键部件，它在磁悬浮轨道中不仅能够吸收承载力、导向力和驱动力，同时还具有高的磁通密度、高的电阻率、良好的抗老化性、抗磁时效性及好的焊接性，因而成为高效、节能、环保型的高附加值产品。由于磁悬浮列车系统具有高度垄断性(国际上仅有两家日本和德国，而只有德国磁悬浮快速列车系统具有实用性)，因此磁悬浮侧面导向软磁结构钢板生产技术也具有高度垄断性和机密性。软磁结构钢板对于我国还属于一种新的钢种，除宝钢以外，国内其它钢铁企业从未研究和生产过。由于它的用量很大(～300吨/公里)和高额的价格必将成为许多大型钢铁企业争相研究开发对象。
权利要求
1.一种耐盐雾腐蚀的软磁结构钢，组成元素的重量百分比为C0.020％～0.040％Si1.40％～1.60％Mn0.40％～0.80％P≤0.015％S≤0.005％Als0.040％～0.060％Cu0.20％～0.50％Ti0.035％～0.055％N≤0.0035％Ni0.80～1.20％Ca或REM10ppm～60ppm其余为铁和不可避免的夹杂。
2.根据权利要求1所述的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢，其特征是Pcm≤0.20％，其中Pcm＝wt％C+wt％Si/30+(wt％Mn+wt％Cu+wt％Cr)/20+wt％Ni/60+wt％Mo/15+wt％V/10+5wt％B。
3.根据权利要求1所述的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢，其特征是组成元素的重量百分比为C0.025％～0.035％Si1.45％～1.55％Mn0.55％～0.65％P≤0.013％S≤0.003％Als0.040％～0.060％Cu0.30％～0.40％Ti0.040％～0.050％N≤0.0030％Ni0.90～1.10％Ca或REM20ppm～50ppm其余为铁和不可避免的夹杂。
4.根据权利要求3所述的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢，其特征是Pcm≤0.18％，其中Pcm＝wt％C+wt％Si/30+(wt％Mn+wt％Cu+wt％Cr)/20+wt％Ni/60+wt％Mo/15+wt％V/10+5wt％B。
5.根据权利要求1所述的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢，其特征是软磁结构钢的显微组织应为均匀细小的等轴铁素体晶粒，铁素体晶粒尺寸在10μm～25μm之间。
6.权利要求1所述的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢的制造方法，采用连铸工艺，然后进行再结晶控制轧制及加速冷却或者再结晶控制轧制及间断直接淬火和后续缓冷工艺，其特征是浇铸温度为1525℃～1550℃，板坯加热温度控制在1000℃～1150℃之间，轧制道次压下率≥15％，热轧总压下率≥70％，控制终轧温度在Ar3+30℃点以上，其中Ar3(℃)＝910-310[％C]-80[％Mn]-20[％Cu]-15[％Cr]-55[％Ni]-80[％Mo]-0.35(t-8)，t为板厚mm；从轧制结束到开始加速冷却之间的传搁时间控制在30秒以内，加速冷却开始时，钢板温度必须在Ar3点以上，以≥10℃/s冷却速度冷却至500℃以下，然后堆垛缓冷或缓冷坑缓冷至室温；或者进行轧后直接淬火至淬火停止温度，QST控制在500℃以下，然后堆垛缓冷或缓冷坑缓冷至200℃后，自然空冷至室温，缓慢冷却速度控制在≤60℃/hr。
7.根据权利要求6所述的耐盐雾腐蚀的软磁结构钢的制造方法，其特征是板坯加热温度为1050℃～1100℃，轧制道次压下率≥20％，热轧总压下率≥80％，从轧制结束到开始加速冷却之间的传搁时间控制控制在15秒以内，冷却速度≥20℃/s，冷却至300℃～500℃，QST控制在300℃～500℃之间。
全文摘要
本发明涉及一种软磁结构钢及其制造方法，特别涉及耐盐雾腐蚀的软磁结构钢及其制造方法。需要解决的技术问题是解决现有软磁结构钢板耐盐雾腐蚀性(主要是耐Cl
文档编号B21B1/22GK1888115SQ20051002731
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者刘自成, 丁建华 申请人:宝山钢铁股份有限公司