本发明属于新型钢材加工制备
技术领域：
，具体涉及一种耐腐蚀性强的造船钢板。
背景技术：
：造船钢板是指用造船专用结构钢生产的，用于制造远洋、沿海和内河航行的船舶的船体结构的薄钢板和厚钢板。造船用结构钢包括碳素钢和低合金钢，钢号的末尾标有c（船）。碳钢素有2c、3c、4c和5c，低合金钢有12mnc、16mnc、15mntic、14mnvtirec等钢种。由于造船钢板的使用特殊性，对其性能的要求非常之高。现有的技术是采用涂料喷涂的防护措施防止钢材腐蚀，一定程度上缓解了腐蚀的进程，但同时存在着涂层不耐磨损，易发泡剥落，寿命十分有限的问题，不仅会触发更为严重的腐蚀，还会造成涂料对水体环境的污染。因此，为了保证造船钢板的长久耐腐蚀特性，还要从钢材主体结构出发，自身耐腐蚀水平的提高才能够保持钢材的高品质使用。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐腐蚀性强的造船钢板，克服了现有技术中通过单、复合添加贵金属元素提高钢材性能存在的不利影响，达到更好的综合性能，以保证造船钢板能够抵御低温水浪冲击、水体腐蚀、微生物腐蚀等考验。本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐腐蚀性强的造船钢板，利用稀土元素配合冶炼条件，起到了净化晶界的作用，作用于铁素体组织结构，细小弥漫的稀土化合物可以改善钢板的高温塑性、耐腐蚀性能以及力学性能；该钢板以质量百分比计含有，c：0.10-0.12%、mn：1.5-1.6%、s：0.003-0.004%、p：0.006-0.008%、si：0.24-0.26%、al：0.30-0.33%、nb：0.15-0.18%、ti：0.012-0.014%、cr：0.38-0.39%、ni：0.52-0.54%、cu：0.36-0.38%、稀土元素0.023-0.025%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；所述稀土元素按照重量百分比计由以下元素组成：ho：32-36%、er：34-39%、剩余为tm。酸洗工艺为：将退火后的钢板保温20-23分钟，进行水冷，降温至20-25℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为37-40℃，酸洗速度为50-60米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为65-70g/l的硝酸35-40份、浓度为8-9g/l的双氧水15-20份、浓度为110-112g/l的浓硫酸4-6份、浓度为74-78g/l的浓磷酸3-5份、氯化铈2-3份、酒石酸钾钠8-10份、聚丙烯酸钠6-8份、水120-150份。所述退火工序中，退火温度为730-750℃，维持5-6分钟，前1-2分钟以每秒20-25℃的速度降温，后2-4分钟以55-65℃/s的速度降温，直到冷却至300-310℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为8.5-9.0℃/分钟，距离达到目标温度还剩60-80℃时，将升温速度降低为4.5-5.0℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以120-140毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.06-0.07mpa。所述热轧温度为1020-1080℃。本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决造船钢板耐腐蚀性性能提升方式以及效果不佳的问题，本发明提供了一种耐腐蚀性强的造船钢板，本发明在炼钢过程中，通过元素调配以及改善加工工艺，降低形核力，细化晶粒，减少枝晶偏析和区域偏析，降低了有害元素在钢液中对钢板的力学性能的影响，阻止裂纹的形成以及腐蚀液的渗透，改善了钢材的耐腐蚀性能，从性能提升和经济角度考虑，充分发挥了稀土元素的作用价值，降低了稀土元素的使用添加量。复合添加稀土元素的组织结构以及耐腐蚀性能均优于单一量添加，既起到了提高了钢板的耐腐蚀介质能力，还使得钢材的力学性能显著提高，其中，洛氏硬度值提高10-15%，制备得到的钢板材料具有自我细化的功能，晶体取向无规则，解决了现有技术中微合金用量大，累积效果不佳的问题，对钢板的抗拉强度、屈服强度和冲击韧性等性能进一步得到提高，降低腐蚀介质对于钢板的侵蚀消耗，满足现代新型造船钢材加工行业的发展需求。本发明有效抑制了稀土元素含量的添加导致大颗粒夹杂物大量形成，解决了钢材结构自身造成裂纹出现加重腐蚀等问题。提高了微合金元素的综合利用率，减少了贵重金属元素的复掺，降低了成本，本发明有效克服了现有技术中通过单、复合添加贵金属元素提高钢材性能存在的不利影响，达到更好的综合性能，以保证造船钢板能够抵御低温水浪冲击、水体腐蚀、微生物腐蚀等考验，具有低成本、低能耗、高性能的特点，大大缩减了资源的浪费，降低防腐涂料的生产对环境的污染，满足现代新型钢材加工行业的发展需求，能够实现提高船舶行业发展以及提高市场竞争力的现实意义。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。实施例1一种耐腐蚀性强的造船钢板，该钢板以质量百分比计含有，c：0.10%、mn：1.5%、s：0.003%、p：0.006%、si：0.24%、al：0.30%、nb：0.15%、ti：0.012%、cr：0.38%、ni：0.52%、cu：0.36%、稀土元素0.023%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；所述稀土元素按照重量百分比计由以下元素组成：ho：32%、er：34%、剩余为tm。酸洗工艺为：将退火后的钢板保温20分钟，进行水冷，降温至20℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为37℃，酸洗速度为50米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为65g/l的硝酸35份、浓度为8g/l的双氧水15份、浓度为110g/l的浓硫酸4份、浓度为74g/l的浓磷酸3份、氯化铈2份、酒石酸钾钠8份、聚丙烯酸钠6份、水120份。所述退火工序中，退火温度为730℃，维持5分钟，前1分钟以每秒20℃的速度降温，后2分钟以55℃/s的速度降温，直到冷却至300℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为8.5℃/分钟，距离达到目标温度还剩60℃时，将升温速度降低为4.5℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以120毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.06mpa。所述热轧温度为1020℃。实施例2一种耐腐蚀性强的造船钢板，该钢板以质量百分比计含有，c：0.11%、mn：1.55%、s：0.0035%、p：0.007%、si：0.25%、al：0.31%、nb：0.16%、ti：0.013%、cr：0.385%、ni：0.53%、cu：0.37%、稀土元素0.024%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；所述稀土元素按照重量百分比计由以下元素组成：ho：34%、er：36%、剩余为tm。酸洗工艺为：将退火后的钢板保温21分钟，进行水冷，降温至22℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为38℃，酸洗速度为55米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为68g/l的硝酸38份、浓度为8.5g/l的双氧水18份、浓度为111g/l的浓硫酸5份、浓度为76g/l的浓磷酸4份、氯化铈2.5份、酒石酸钾钠9份、聚丙烯酸钠7份、水135份。所述退火工序中，退火温度为740℃，维持5.5分钟，前1.5分钟以每秒22℃的速度降温，后3分钟以60℃/s的速度降温，直到冷却至305℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为8.8℃/分钟，距离达到目标温度还剩70℃时，将升温速度降低为4.8℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以130毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.065mpa。所述热轧温度为1050℃。实施例3一种耐腐蚀性强的造船钢板，该钢板以质量百分比计含有，c：0.12%、mn：1.6%、s：0.004%、p：0.008%、si：0.26%、al：0.33%、nb：0.18%、ti：0.014%、cr：0.39%、ni：0.54%、cu：0.38%、稀土元素0.025%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；所述稀土元素按照重量百分比计由以下元素组成：ho：36%、er：39%、剩余为tm。酸洗工艺为：将退火后的钢板保温23分钟，进行水冷，降温至25℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为40℃，酸洗速度为60米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为70g/l的硝酸40份、浓度为9g/l的双氧水20份、浓度为112g/l的浓硫酸4-6份、浓度为78g/l的浓磷酸5份、氯化铈3份、酒石酸钾钠10份、聚丙烯酸钠8份、水150份。所述退火工序中，退火温度为750℃，维持6分钟，前2分钟以每秒25℃的速度降温，后4分钟以65℃/s的速度降温，直到冷却至310℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为9.0℃/分钟，距离达到目标温度还剩80℃时，将升温速度降低为5.0℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以140毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.07mpa。所述热轧温度为1080℃。实施例4一种耐腐蚀性强的造船钢板，该钢板以质量百分比计含有，c：0.12%、mn：1.6%、s：0.004%、p：0.008%、si：0.26%、al：0.33%、nb：0.18%、ti：0.014%、cr：0.39%、ni：0.54%、cu：0.38%、ho0.025%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；酸洗工艺为：将退火后的钢板保温23分钟，进行水冷，降温至25℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为40℃，酸洗速度为60米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为70g/l的硝酸40份、浓度为9g/l的双氧水20份、浓度为112g/l的浓硫酸4-6份、浓度为78g/l的浓磷酸5份、氯化铈3份、酒石酸钾钠10份、聚丙烯酸钠8份、水150份。所述退火工序中，退火温度为750℃，维持6分钟，前2分钟以每秒25℃的速度降温，后4分钟以65℃/s的速度降温，直到冷却至310℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为9.0℃/分钟，距离达到目标温度还剩80℃时，将升温速度降低为5.0℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以140毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.07mpa。所述热轧温度为1080℃。实施例5一种耐腐蚀性强的造船钢板，该钢板以质量百分比计含有，c：0.12%、mn：1.6%、s：0.004%、p：0.008%、si：0.26%、al：0.33%、nb：0.18%、ti：0.014%、cr：0.39%、ni：0.54%、cu：0.38%、er0.025%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；酸洗工艺为：将退火后的钢板保温23分钟，进行水冷，降温至25℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为40℃，酸洗速度为60米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为70g/l的硝酸40份、浓度为9g/l的双氧水20份、浓度为112g/l的浓硫酸4-6份、浓度为78g/l的浓磷酸5份、氯化铈3份、酒石酸钾钠10份、聚丙烯酸钠8份、水150份。所述退火工序中，退火温度为750℃，维持6分钟，前2分钟以每秒25℃的速度降温，后4分钟以65℃/s的速度降温，直到冷却至310℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为9.0℃/分钟，距离达到目标温度还剩80℃时，将升温速度降低为5.0℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以140毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.07mpa。所述热轧温度为1080℃。实施例6一种耐腐蚀性强的造船钢板，该钢板以质量百分比计含有，c：0.12%、mn：1.6%、s：0.004%、p：0.008%、si：0.26%、al：0.33%、nb：0.18%、ti：0.014%、cr：0.39%、ni：0.54%、cu：0.38%、tm0.025%；余量的铁和不可避免的杂质；经过冶炼、连铸、热轧、退火处理后进行酸洗；酸洗工艺为：将退火后的钢板保温23分钟，进行水冷，降温至25℃后进行酸洗，启动振动机震动清洗，酸液温度为40℃，酸洗速度为60米/分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：浓度为70g/l的硝酸40份、浓度为9g/l的双氧水20份、浓度为112g/l的浓硫酸4-6份、浓度为78g/l的浓磷酸5份、氯化铈3份、酒石酸钾钠10份、聚丙烯酸钠8份、水150份。所述退火工序中，退火温度为750℃，维持6分钟，前2分钟以每秒25℃的速度降温，后4分钟以65℃/s的速度降温，直到冷却至310℃，进行水冷。所述钢板冶炼升温速度为9.0℃/分钟，距离达到目标温度还剩80℃时，将升温速度降低为5.0℃/分钟。所述钢板冶炼过程中，以140毫升/分钟的速度充入纯度为99.999%的氩气进行保护，炉内压力为0.07mpa。所述热轧温度为1080℃。对比例1与实施例3的区别在于，所述钢板冶炼过程中，酸洗中使用的酸液为浓度为70g/l硝酸与浓度为90g/l的盐酸按照1:2质量比配制得到的，其余保持不变。对比例2与实施例3的区别在于，所述钢板冶炼过程中，采用抽真空冶炼方式，其余保持不变。一、性能实验使用实施例1-6和对比例1-2的方法生产造船钢板，同时以中国发明公开号：cn110747390a公开的一种高强度耐腐蚀船舶用钢及其制备方法涉及的方法作为对照，各自制备得到厚度为3厘米的钢板，分别先后浸入ph为12的氢氧化钠溶液和ph为2的盐酸中，各浸泡15天后取出，再进行盐雾腐蚀试验，试验后对腐蚀情况以及机械性能进行测定。试验中保持无关变量一致，进行结果统计分析（实验前利用统计学方法进行试验设计，然后进行试验并记录试验数据，分析得到试验结果，过程中充分利用统计学工具对结果加以最大程度的解释）（注：试验标准为：gb/t20854-2007、gb/t24195-2009、cb1146-1996、gb/t5313-2010）二、实验结果为：项目中性盐雾腐蚀可承受时间（小时）腐蚀深度（mm)抗拉强度（mpa）-30℃冲击功（j）实施例115500670235实施例215700675242实施例315550672238实施例411700.15621211实施例512400.10624216实施例611600.16619210对比例114900.04647227对比例214100.05633221对照组10550.25586178由此可见，本发明以最为经济有效的方式提高了造船钢板的耐腐蚀性能，并且力学性能得到提升。本发明有效抑制了稀土元素含量的添加导致大颗粒夹杂物大量形成，解决了钢材结构自身造成裂纹出现加重腐蚀等问题。提高了微合金元素的综合利用率，减少了贵重金属元素的复掺，降低了成本，本发明有效克服了现有技术中通过单、复合添加贵金属元素提高钢材性能存在的不利影响，达到更好的综合性能，以保证造船钢板能够抵御低温水浪冲击、水体腐蚀、微生物腐蚀等考验，具有低成本、低能耗、高性能的特点，大大缩减了资源的浪费，降低防腐涂料的生产对环境的污染，满足现代新型钢材加工行业的发展需求，能够实现提高船舶行业发展以及提高市场竞争力的现实意义。当前第1页12