专利名称：一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板及其生产方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种耐腐蚀钢材，具体地说是一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢及其生产方法。
背景技术：
根据钢铁材料在海洋不同位置腐蚀的差异，海洋环境可分为5个区带海洋大气区、海水飞溅区、潮差区、全浸区以及海底泥土区。在这5个区带中，腐蚀行为存在差异，但飞溅区是钢铁设施在海洋环境中受到腐蚀最为严重的区带。人们已对海洋环境中各区带的腐蚀作了很多研究，并采取了一系列的防范措施，如涂层保护和阴极保护等，也取得了很多研究成果。但由于浪花飞溅区位置的特殊性使得阴极保护不起作用，涂层保护效果也并不是很好。浪花飞溅区受到干湿交替、海水飞沫、阳光、大气中腐蚀性成分和氧气等一系列外部因素的作用，同时还有钢铁材料本身的影响，使得腐蚀机理相当复杂，研究难度较大。但由于这一区带腐蚀最严重，所以一直受到人们的关注。飞溅区所用钢材必须可以在相对长的时间内具有优质的耐海水腐蚀性能，针对飞溅带复杂的海水环境，国内在耐蚀钢的开发方面已经研制了很多相应类型的钢种，具有实际的应用价值和推广前景，如宝山钢铁股份有限公司开发设计的耐腐蚀钢(专利申请号CN200610024179. X)，南京钢铁股份有限公司开发设计的耐腐蚀钢(专利申请号CN200810122618.X)，和武汉·钢铁(集团)公司开发设计的耐腐蚀性的钢材(专利申请号CN201010137072. 2)。但是如果在条件更苛刻的环境下，普遍应用的海水耐腐蚀钢腐蚀速率都比较大，尤其是在一些环境更复杂的飞溅带，腐蚀速率会达到0. 8mm/a左右，耐腐蚀性能已经很差，这种情况下现有的钢种已经不能在飞溅带较好的服役。·
发明内容
为了克服现有技术中存在的海洋飞溅带耐腐蚀性能较差的问题，本发明的目的是提供一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板及其生产方法，该钢板耐蚀性优于现有的应用于飞溅区的其他钢种，具有优异的海洋飞溅带耐海水腐蚀性能。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板，其特征在于该钢板的化学成分按重量百分比计，C :0. 04 0. 07%, S1:0. 10 0. 30%, Mn :1. 60 1. 80%, P :彡 0. 010%, S :彡 0. 0080%, Nb 0. 030 0. 050%, V :0. 020 0. 060%, T1:0. 006 0. 015%, N1:0. 90 1. 30%, Cr :0. 30
0.60%, Cu :0. 20 0. 40%, Mo :0. 40 0. 60%，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明中，该钢板的化学成分按重量百分比优选为，C :0. 06%，S1:0. 20%，Mn:
1.70%, P :0. 008%, S S 0. 006%, Nb :0. 040%，V :0. 050%, T1:0. 012%, N1:1. 10%, Cr :0. 50%,Cu :0. 30%, Mo :0. 50%，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明中钢成分的限定理由阐述如下
限定C的上限为0. 07%是为了防止降低加工性，从耐蚀性来看虽然C越少越好，但为了使之具有一定的机械强度，下限规定为0. 04%。Si用于脱氧，虽要依据不同的冶炼方式来确定其加入量，但要获得良好的钢板性能，必须在0. 10%以上，超过0. 30%以上就会造成心部偏析及以及影响焊接性能，所以规定其上限为0. 30%。Mn有脱氧和提高热加工性的效果，并且可以细化晶粒，本发明中考虑到合金的综合加入，本发明规定锰含量加入量介于1. 60-1. 80%oCr对提高海水中的耐蚀性是最有效的元素，其含量必须在0. 5%以上才有效，另外铬的加入可以增加钢的强度，但Cr与Cu含量过高将影响钢的韧性，并引起回火脆性，本发明中铬含量控制在0. 30 0. 60%。Cu能降低飞溅带的腐蚀，含量低于0. 20%则没有防腐蚀效果，加入0. 40%效果即告饱和，再增加不仅无益于防腐蚀，反而有碍于热加工性，所以规定其上限为0. 40%，下限为
0. 20%ONi通过与Cu、P复合添加，将有助于提高飞溅带的耐腐蚀性，含0. 90%以上才会有效果，含1. 30%时其效果即达顶点，并且含量再多对焊接结构件，Ni有引起脆性的危险，所以规定上限为0. 90%，下限为1. 30%。Ti的微量加入也可以提升飞溅带的耐蚀性，工艺规定最小0.006%，上限为
0.015%。Mo也可以与V复合添加，由此可进一步提高飞溅带的耐蚀性。Mo对改善飞溅区的点蚀很有效，由于Al、Cr等有促使点蚀发展的倾向，所以往往复合添加Mo。当Mo与V共存时，可进一步提高钢的抗点 蚀能力，一般Mo含0. 40%以上耐蚀效果才能显著提升，不超过
0.60%, V的添加量在0. 020-0. 060%时效果很好。Nb也可以提高飞溅带的耐蚀性，一般Nb添加量在0. 010-0. 050%时效果比较显著。P虽能提高耐蚀性，但会降低低温韧性和妨碍可焊性，对结构钢是不适当的，此工艺生产上规定在0. 010%以下。S形成夹杂物，对耐蚀性有不良影响，在一般炼钢中规定在0. 0080%以下。一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板的生产方法，其特征在于该生产方法包括如下工序
冶炼工艺采用真空感应炉冶炼，选择杂质元素较低的废钢，进行微合金化，冶炼成钢锭，随后锻打成坯，锻打温度介于1000 1200°C。钢坯的化学成分按重量百分比计，C
0.04 0. 07%, S1:0. 10 0. 30%, Mn :1. 60 1. 80%, P ^ 0. 010%, S ^ 0. 0080%, Nb
0.030 0. 050%, V :0. 020 0. 060%, T1:0. 006 0. 015%, N1:0. 90 1. 30%, Cr :0. 30
0.60%, Cu :0. 20 0. 40%, Mo :0. 40 0. 60%，余量为Fe及不可避免的杂质；
轧制工艺采用控轧控冷工艺，轧前连铸坯加热温度介于1150°C 1220°C，采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶段控制轧制，粗轧每道次压下率12 25%，粗轧终轧温度1000 1080°C，2. 0 3. 0倍成品厚度的中间坯；精轧开轧温度为850 900°C，轧后采用层流冷却，钢板终冷温度670 720°C，冷却速率8 15°C /s,随后空冷；
热处理工艺将空冷后的钢板再进行加热，加热温度介于180 250°C进行低温回火处理，回火保温时间为2. Omin/mmX板厚+(3(T45)min，随后空气冷却至室温，得到海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板。
本发明通过低碳耐腐蚀合金元素的合理设计，利用真空冶炼、轧制工艺及低温回火的热处理工艺，从而在保证钢铁一定强度韧性，材料力学性能及韧性达到Q500E级别，钢的耐腐蚀性能显著。在舟山、三亚、厦门海洋飞溅区腐蚀速率分别< 0. 050mm/a、< 0. 40mm/
a、< 0. 10mm/a。并且具有批量化生产条件，生产工艺稳定，可操作性强等特点。本发明具有如下优点1、本发明利用易于控制的化学成分和易于在生产中实现的TMCP工艺的前提下，通过增加一道低温回火处理，在增加成本不显著的情况下，无需特殊工艺，或增加其它任何设备，便可获得一种海洋飞溅区耐腐蚀的低合金钢板。2、本发明不仅可在转炉、电炉冶炼、也可利用真空冶炼生产，成分简单，工艺窗口较大，易于批量生产控制。3、本发明通过轧制后低温回火处理，有效地减轻了轧后残余应力的负面作用，另一方面，使钢板中的氢含量得到有效的控制。4、本发明通过V与Mo的复合对改善飞溅区的点蚀有效，合金成分中加入V，该元素会与Mo相配合，提高了合金的抗点蚀能力，对飞溅区耐蚀性提高的效果明显。通过添加Cr增加强度与耐蚀性，但由于Al、Cr等有促使点蚀发展的倾向，如果基体缺少Nb元素，则钢的抗点蚀能力就会下降，所以本发明通过合金元素的复合添加增加了单一元素导致的负面作
用。
具体实施例方式一种本发明所述的海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板，该钢板中钢的化学成分按重量百分比计，C :0. 04 0. 07%, S1:0. 10 0. 30%, Mn :1. 60 1. 80%, P ^ 0. 010%, S (0. 0080%, Nb :0. 030 0. 050%, V :0. 020 0. 060%, T1:0. 006 0. 015%, N1:0. 90 1.30%, Cr :0. 30 0. 60%, Cu :0. 20 0. 40%, Mo :0. 40 0. 60%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。根据本发明的生产工艺，本发明的钢种实际化学成分如表I所示。表I本发明实施例的化学成分(wt%)
权利要求
1.一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板，其特征在于该钢板的化学成分按重量百分比计，C :0. 04 0. 07%, S1:0. 10 0. 30%,Mn :1. 60 1. 80%, P :≤0. 010%, S :≤ 0. 0080%, Nb 0. 030 0. 050%, V :0. 020 0. 060%, T1:0. 006 0. 015%, N1:0. 90 1. 30%, Cr :0. 30 0. 60%, Cu :0. 20 0. 40%, Mo :0. 40 0. 60%，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板，其特征在于该钢板的化学成分按重量百分比计，C :0. 06%, S1:0. 20%, Mn :1. 70%, P :0. 008%, S ^ 0. 006%, Nb 0. 040%, V :0. 050%, T1:0. 012%, N1:1. 10%, Cr :0. 50%, Cu :0. 30%, Mo :0. 50%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
3.—种权利要求1所述的海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板的生产方法，其特征在于该生产方法包括如下工序 冶炼工艺采用真空感应炉冶炼，选择杂质元素低的废钢，进行微合金化，冶炼成钢锭，随后锻打成坯，锻打温度介于1000 1200°C ;钢坯的化学成分按重量百分比计符合，C `0. 04 0. 07%, S1:0. 10 0. 30%, Mn :1. 60 1. 80%, P ^ 0. 010%, S `^ 0. 0080%, Nb `0. 030 0. 050%, V :0. 020 0. 060%, T1:0. 006 0. 015%, N1:0. 90 1. 30%, Cr :0. 30 `0.60%, Cu :0. 20 0. 40%, Mo :0. 40 0. 60%，余量为Fe及不可避免的杂质； 轧制工艺采用控轧控冷工艺，轧前连铸坯加热温度介于1150°C 1220°C，采用奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区两阶段控制轧制，粗轧每道次压下率12 25%，粗轧终轧温度1000 1080°C，粗轧成2. 0 3. 0倍成品厚度的中间坯；精轧开轧温度为850 `900°C，轧后采用层流冷却，钢板终冷温度670 720°C，冷却速率8 15°C /s,随后空冷； 热处理工艺将空冷后的钢板再进行加热，加热温度介于180 250°C进行低温回火处理，回火保温时间为2. Omin/mmX板厚+(3(T45)min，随后空气冷却至室温，得到海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板。
全文摘要
本发明公开了一种海洋飞溅带耐腐蚀低合金钢板及其生产方法，该耐腐蚀的低合金钢板化学成分按重量百分比计，C0.04～0.07%，Si0.10～0.30%，Mn1.60～1.80%，P≤0.010%，S≤0.0080%，Nb0.030～0.050%，V0.020～0.060%，Ti0.006～0.015%，Ni0.90～1.30%，Cr0.30～0.60%，Cu0.20～0.40%，Mo0.40～0.60%，余量为Fe及不可避免的杂质。制造方法通过真空感应炉冶炼，通过TMCP控轧控冷工艺，随后进行低温回火热处理，回火温度介于180～250℃。本发明获得的钢板常规力学性能良好，相当于Q500E级别，有较强的耐腐蚀性，并且具有批量化生产条件，生产工艺稳定，可操作性强等特点。
文档编号C22C38/50GK103060714SQ20131003155
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者刘朝霞, 程学群 申请人:南京钢铁股份有限公司