专利名称：：一种输电铁塔用经济耐候钢及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及低合金钢制造领域，特别是用于输电铁塔制造的钢。
背景技术：
：长期以来，我国输电铁塔用钢材，基本上都采用Q235和Q345热轧角钢。输电铁塔用角钢实际使用规格达70多种，但在市场上可方便采购的角钢规格不足四十种，这导致在铁塔结构设计和制造过程中经常出现"代料"问题，造成5%10%的损耗。另外，国外输电铁塔常采用不等边角钢，以降低输电塔的重量，我国市场上基本没有不等边角钢供货。冷弯型钢由钢板加工成型，定尺任意，可加工任意形状和尺寸的构件，可以避免由于杆件定长导致的材料浪费。输电线路杆塔长期暴露在大气环境之中，腐蚀环境较为恶劣，大气腐蚀占塔架总腐蚀损失的一半以上。耐候钢的耐大气腐蚀性能为普通碳钢的28倍，可以直接裸露使用，并且使用时间愈长，耐蚀作用愈突出。耐候钢是一种经济环保型材料，在输电铁塔上应用，经济效益、社会效益、环保效益显著，具有广阔的发展空间。中国发明专利CN101144139A公开了"一种高强度耐候低合金电力杆用钢及其制造方法"，其合金成分及重量百分比含量为C:0.060.12、Si:0.150.35、Mn:1.01.4、S《0.030、P《0.030、Cu:0.150.30、Al<0.04、Nb:0.010.03，其余为Fe和微量杂质，通过添加耐腐蚀性元素Cu提高钢的耐腐蚀性能，通过Nb微合金化及控制轧制技术提高钢的强度，该钢本质上来说是一种含Cu钢，并且钢中S含量较高，不利钢的低温冲击韧性和成型性能，同时该钢的屈强比较高，达到了0.840.86。中国发明专利CN100342051C公开了"一种经济耐候钢"，其合金成分及重量百分比含量为:C:0.120.21、Si:0.22.0、Mn:0.72.0、S《0.036、P《0.034、Cu:0.100.40、A1<0.2，其余为Fe和微量杂质，通过简单调整Q235钢的部分合金元素，添加耐腐蚀性元素Cu生产出了具有良好耐腐蚀性能及力学性能优良的经济耐候钢，该钢本质上来说也是一种含Cu钢，并且钢中C、S含量较高，不利于钢的焊接性、耐腐蚀性能、低温冲击韧性和成型性能。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种输电铁塔用经济耐候钢及其制备方法，它成本低，具有良好冷弯成型性能、优良的低温韧性及焊接性能，同时具有良好耐大气腐蚀性能，耐候性好。本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为—种输电铁塔用经济耐候钢，它的主要化学成分按重量百分比计为C:0.020.058、Si《0.10、Mn:0.300.95、P:0.0350.058、S:《0.010、Cu:0.100.30、Nb《0.030、RE《0.03，余量为Fe及不可避免的杂质。—种输电铁塔用经济耐候钢，它的主要化学成分按重量百分比计为C:0.0210.051、Si:0.020.079、Mn:0.820.94、P:0.0350.052、S:0.0060.010、Cu:0.150.19、Nb:0.0150.03、RE:0.0120.016，余量为Fe及不可避免的杂质。—种输电铁塔用经济耐候钢，它的主要化学成分按重量百分比计为C:0.0420.057、Si:0.0430.058、Mn:0.380.65、P:0.0430.056、S:0.0050.008、Cu:0.100.29、Nb:0.Oil0.020、RE:0.0180.029，余量为Fe及不可避免的杂质。上述的输电铁塔用经济耐候钢的方法，生产工艺流程依次为铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、连铸、铸坯清理、铸坯下送、板坯加热、粗轧、精轧、层流冷却、巻取、精整入库。上述方案中，所述板坯加热温度为1180128(TC，加热时间为150分钟；所述粗轧阶段的开轧温度，1160122(TC，终轧温度，10401080°C，累计压下率^70%，道次压下率>15%;精轧阶段的开轧温度《98(TC，终轧温度，78088(rC，后三道次累计压下率>60%;所述层流冷却的巻取温度为580680°C。本发明的主要合金元素含量的设计基于以下原理C是提高钢强度最经济有效的合金元素，但C含量过高会显著恶化钢的焊接性能，并且会促进珠光体转变，降低钢的耐大气腐蚀性能，本发明采用低C设计，提高钢的焊接性能，减少碳化物组织形成，提高钢的耐腐蚀性能、低温冲击韧性和成型性能，C含量为0.020.058%。钢中添加Mn，不仅可以通过Mn的固溶强化提高钢的强度，而且可降低钢的相变温度，细化晶粒，提高钢的低温韧性，Mn含量为0.300.95%。合金元素Si既可通过固溶强化提高钢的强度，也可提高钢的耐大气腐蚀性能，本发明钢中的Si含量设计为《0.10%。Cu是提高钢耐大气腐蚀性能最主要的合金元素，同时也能提高强度，但恶化焊接性能，容易产生热脆，钢中的Cu含量达到0.15%时，能大幅提高钢的耐大气腐蚀性能，同时通过固溶强化提高钢的强度，本发明钢中的Cu含量设计为0.100.30%。P是传统耐候钢中主要的合金元素，与Cu复合加入耐候钢中，提高钢耐腐蚀性能的能力远大于Cu、P单独加入钢中的效果，但P含量过高，使钢具有较明显的冷脆倾向。本发明钢中的P含量控制为0.0350.058%;Nb是强碳氮化物形成元素，通过析出强化提高钢强度；同时Nb强烈抑制奥氏体再结晶，使钢在较高温度下轧制，细化晶粒，提高钢的强度及低温韧性，本发明钢中Nb含量设计为《0.03%。S是钢中的有害元素，生成的硫化物夹杂不仅严重影响钢的力学性能，而且对钢的耐腐蚀性能产生严重的恶化作用，因此应尽是降低钢中的S含量，使其含量在0.010%以下，提高钢的耐腐蚀性能、低温冲击韧性、成型性能及钢板纵、横向性能均匀性。RE能改变钢中夹杂物的形态和分布，改善钢板的横向性能，并通过降低硫化物与基体电级电位差异来高耐腐蚀性能，本发明钢中RE含量设计为《300g/t钢。本发明具有以下特点1、本发明钢的化学成分简单，成本低廉，是一种经济型耐候钢。2、以低C-Mn钢为基础，低C设计，保证钢具有低的碳当量，提高钢的焊接性能，减少碳化物组织形成，提高钢的耐腐蚀性能、低温冲击韧性和成型性能。3、本发明钢通过复合添加Cu及少量P，提高钢的耐腐蚀性能；控制较低的S含量，提高钢的洁净度，从而提高钢的耐腐蚀性能、成型性能及钢的综合力学性能。4、本发明钢具有较低的Si含量，有利于提高钢板表面质量。5、本发明钢加入RE改变钢中夹杂物的形态和分布，改善钢板的横向性能，并通过降低硫化物与基体电级电位差异来高耐腐蚀性能。6、本发明钢采用Nb微合金化技术，通过控轧控冷技术得到强韧匹配优良的热连轧耐候钢板，生产工艺容易控制，易于工业生产。7、本发明钢具有优良的焊接性能、冷弯成型性能、低温冲击韧性及良好的耐大气腐蚀性能。本发明钢适用于输电铁塔用冷弯型钢，以取代目前广泛使用的输电铁塔用热轧角钢。具体实施例方式下面通过实施例进一步介绍本发明，但是实施例不会构成对本发明的限制。本发明输电铁塔用经济耐候钢实施例均采用的生产工艺流程依次为铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、连铸(喂RE稀土丝)、铸坯清理、铸坯下送、板坯加热、相轧、精轧、层流冷却、巻取、精整入库。所述板坯加热温度为1180128(TC，加热时间为150分钟；所述粗轧阶段的开轧温度，11601220。C，终轧温度，10401080。C，累计压下率^70%，道次压下率>15%;精轧阶段的开轧温度《98(TC，终轧温度，78088(TC，后三道次累计压下率^60%;所述层流冷却的巻取温度为580680°C。本发明输电铁塔用经济耐候钢的主要化学成分按重量百分比计为C:0.020.058、Si《0.10、Mn:0.300.95、P:0.0350.058、S:《0.010、Cu:0.100.30、Nb《0.030、RE《0.03钢，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明实施例14均上述生产工艺生产，生产出钢的化学成分见表l，钢的力学性能见表2，钢的耐大气腐蚀结果见表3。上述四个实施例均在50kg真空感应炉冶炼。为了能更好的反映出本发明钢耐大气腐蚀性的优点，本实施方式中提供了1组比较钢的耐大气腐蚀性结果，实验方法按按TB/T2375-1993执行，见表3中的Q345B。[O(HO]表1实施例钢的化学成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>[OO42]表2实施例钢的力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3实施例钢的耐大气腐蚀实验结果腐蚀率(g/m2.h)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表3中可以看出，本发明实施例1、4为最佳实施方案，因此，以下两个成分范围为最佳方案1、输电铁塔用经济耐候钢的主要化学成分按重量百分比计为C:0.0210.051、Si:0.020.079、Mn:0.820.94、P:0.0350.052、S:0.0060.010、Cu:0.150.19、Nb:0.0150.03、RE:0.0120.016，余量为Fe及不可避免的杂质。2、输电铁塔用经济耐候钢的主要化学成分按重量百分比计为C:0.0420.057、Si:0.0430.058、Mn:0.380.65、P:0.0430.056、S:0.0050.008、Cu:0.100.29、Nb:0.0110.020、RE:0.0180.029，余量为Fe及不可避免的杂质。权利要求一种输电铁塔用经济耐候钢，其特征在于它的主要化学成分按重量百分比计为C0.02～0.058、Si≤0.10、Mn0.30～0.95、P0.035～0.058、S≤0.010、Cu0.10～0.30、Nb≤0.030、RE≤0.03钢，余量为Fe及不可避免的杂质。2.—种输电铁塔用经济耐候钢，其特征在于它的主要化学成分按重量百分比计为C:0.0210.051、Si:0.020.079、Mn:0.820.94、P:0.0350.052、S:0.0060.010、Cu:0.150.19、Nb:0.0150.03、RE:0.0120.016，余量为Fe及不可避免的杂质。3.—种输电铁塔用经济耐候钢，其特征在于它的主要化学成分按重量百分比计为C:0.0420.057、Si:0.0430.058、Mn:0.380.65、P:0.0430.056、S:0.0050.008、Cu:0.100.29、Nb:0.Oil0.020、RE:0.0180.029，余量为Fe及不可避免的杂质。4.制造权利要求1所述的输电铁塔用经济耐候钢的方法，其特征在于其生产工艺流程依次为铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、连铸、铸坯清理、铸坯下送、板坯加热、粗轧、精轧、层流冷却、巻取、精整入库。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述板坯加热温度为1180128(TC，加热时间为150分钟；所述粗轧阶段的开轧温度，1160122(TC，终轧温度，1040誦。C，累计压下率^70%，道次压下率>15%;精轧阶段的开轧温度《98(TC，终轧温度，780880。C，后三道次累计压下率^60%;所述层流冷却的巻取温度为580680°C。全文摘要本发明涉及一种输电铁塔用经济耐候钢及其制备方法，它的主要化学成分按重量百分比计为C0.02～0.058、Si≤0.10、Mn0.30～0.95、P0.035～0.058、S≤0.010、Cu0.10～0.30、Nb≤0.030、RE≤0.03钢，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明输电铁塔用经济耐候钢及其制备方法的成本低，具有良好冷弯成型性能、优良的低温韧性及焊接性能，同时具有良好耐大气腐蚀性能，耐候性好。文档编号C22C38/16GK101709426SQ200910273210公开日2010年5月19日申请日期2009年12月15日优先权日2009年12月15日发明者刘志勇,宋育来,梁文,胡敏,陈吉清,陈邦文申请人:武汉钢铁(集团)公司