本发明涉及建筑结构用钢，尤其涉及一种耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧带钢及其制造方法。
背景技术：
1、海洋是一个十分苛刻而复杂的腐蚀环境。海水是一种强电解质溶液，含有高浓度的氯离子。作为海工设施主体结构的钢铁设施极易与周围介质发生电化学反应而受到严重腐蚀，大大降低了这些设施的使用寿命。特别是在浪花飞溅区这一最苛刻的海洋环境腐蚀区域，各种设施受到干湿交替，海水飞沫、阳光、大气中的腐蚀性成分和氧气等一系列外部因素的作用，材料的腐蚀尤为严重。
2、调查显示，我国海港码头、海洋采油平台等设施钢桩在这一区域腐蚀严重，一般为海水全浸区的3～10倍。一旦在这个区域发生严重的局部腐蚀破坏，会使整个设施的承载能力大大降低，使用寿命缩短，影响生产安全，甚至导致设施提前报废。
3、在海浪飞溅区，由于处在干、湿交替区，氧气供应充分，所产生的腐蚀产物没有保护作用；由于海水的飞溅，其飞沫可以直接打到金属表面，使其腐蚀严重。腐蚀试验和调查结果表明，在一般情况下，对于普通碳钢、低合金钢等在海洋大气中的平均腐蚀速度约为0.03～0.08毫米/年，而在浪花飞溅区为0.3～0.5毫米/年。在浪花飞溅区这个部位很容易发生严重的腐蚀破坏，使整个钢结构物承载力大大降低而影响安全生产，缩短使用寿命，提前报废。
4、根据上述工况条件，选定工业纯钛作为耐蚀层，钛具有很高的化学活性，在空气中极易与氧反应，生成氧化物。钛金属表面的氧化物致密、稳定，且“自愈”能力强。钛氧化物的“自愈”能力，主要指钛材表面某个地方的钛氧化膜受损后，它能迅速地生成一层新的钛氧化膜，阻止腐蚀性介质与钛进一步接触。
5、对于海洋建筑结构用钢而言，除了要满足耐腐蚀的要求外，还要具备良好的力学性能，其中屈强比以及低温冲击韧性越来越成为建筑用钢重点关注的指标。屈强比是钢材的屈服强度与抗拉强度的比值，其大小反映了钢材塑性变形时不产生应变集中的能力。屈服比越低，钢材的塑性变形越能均匀地分布到较广的范围。低屈强比钢材制成的钢结构体系在地震力作用下，其塑性变形可以均匀地分布到较广的范围；而高屈强比的材料，则可能会发生应变集中，降低钢材整体塑性变形的能力，从而导致结构的脆性破坏，造成结构室温并发生突然垮塌。钢材在低温环境下会发生脆性转变，钢材的断裂形式会从韧性断裂转变为脆性断裂，其工程意义在于钢材在高于该温度下服役，构件不会发生脆性断裂，所以结构用钢通常需要根据材料服役环境对钢材的低温冲击性能做相应的要求，不同纬度的海洋温度差异较大，以中国渤海湾附近为例，冬季海边气温可达-20℃以下，这就需要建筑材料满足-40℃的冲击性能以保证不发生脆性断裂。材料在提高塑韧性的同时如果抗拉强度的提升幅度较小，屈强比将会大幅上升，低屈强比的控制就变得困难。
6、中国专利cn201210260231.7公开了一种钛-钢-钛双面复合板的制备方法，通过将四块钛板与三块钢板按照一定顺序叠放于以最外层两块钢板焊接而成的封闭框体内，钛板与钛板之间加入由1重量份的活性α-al2o3和1.5重量份的4％聚乙烯醇水溶液混合而成的隔离剂并利用镍基合金作为钛板和钢板之间的过渡层，加热至500℃～630℃并抽真空，保温1～2h，真空度达到20～200pa，其特点是组坯后先进行焊接，再抽真空，焊接时只需普通的电弧焊及埋弧焊就可满足条件，相比在真空条件下焊接，焊接条件要求低，成本低，且不用另外组建真空室；随后将组合坯料在常规加热炉并轧制复合，轧制温度700℃～900℃，通过最外层的钢板封焊以及抽真空，可将煤气中的c阻隔开，同时加入了镍基合金隔离层阻止界面tic的生成，得到剪切强度230～260mpa同时界面结合率99.6％～100％的钛钢复合板。
7、中国专利cn201710769999.x公开了一种钛钢复合板的制备方法，选择钛钢组合坯相互接触的表面，在接触的钛材表面上涂上耐高温防渗碳渗氮隔离涂层，放在室温下进行干燥处理；干燥处理完成后将钛坯两两对正叠置，中间放入钢坯，完成组坯得到复合坯，其中所用钛板厚度大于2mm，钢板厚度大于5mm，随后对复合坯四周进行封焊并留出一定尺寸的未焊合去，对坯料进行抽真空达到10-2～10-3pa后再进行焊合；将板坯加热至500～700℃并进行轧制，首道次压下率超过25％，末道次压下率不超过15％，总压下率为60～70％，轧制速度为0.1～1.0mm/s。该专利通过采用的涂层具有高温防渗保护作用，在高温下免受其他杂质元素的扩散和氧化，阻隔c、n等元素的扩散，其实施例采用q235与ta1结合，所生产的钢板剪切强度达到了176mpa、181mpa、182mpa。
8、以上两专利主要通过在钛和碳钢之间增加附加的镍基合金隔离层的方式避免脆性的ti的化合物的生成。
9、中国专利cn201811327623.4公开了一种钛-钢-钛复合板材及其制备方法，通过将同尺寸两张钛板中间固定一张碳钢，通过不可逆大轧制力温轧机进行温态复合轧制使三层带材复合成为一体，轧制完成后对轧制复合板进行热处理操作，包括500～600℃保温20～60min的初次退火以及680～700℃的再结晶退火保温30～120min，最后通过矫直平整剪切整形等得到产品，该专利主要描述了一种非热轧复合的复合钛钢板的制备方法，由于采用不可逆轧机轧制，只能进行单道次的轧制生产，同时还需进行热处理，实施例主要涉及的是钢带生产方法，对于复合后的性能也未提及。
10、中国专利cn201510543767.3公开了一种钛钢复合板的制备方法，利用该方法所得钛钢复合板的结合强度高，该专利通过将两张普碳钢板或钢坯中间固定一张钛板，在真空环境下焊接坯料四周，将组合坯料加热至850～900℃，加热120～360min，控制开轧温度800℃以上，终轧温度700℃以下，并且控制单道次压下率均在20～30％，轧制总压下率≥90％，进行大压下率轧制以破碎界面生成的脆性相化合物，降低其对结合面的影响，轧制得到结合强度大于240mpa的钛钢复合板，该专利要求的道次压下率和总压下率都很高，在轧制过程中易产生边部焊缝开裂，破坏真空度，不宜界面结合。
11、中国专利cn201610994234.1公开了一种钛钢复合板的生产方法，涉及一种钛钢板的退火技术生产方法，首先将钛板及钢板进行组坯，形成钢板-钛板-隔离剂-钛板-钢板对称式多层组合坯料，通过轧制复合或爆炸复合的方式进行复合，复合后的坯料采用连续退火酸洗线进行退火酸洗，先加热至500～750℃,使得心部钛板再结晶，再加热至950～1050℃，使得基部钢板再结晶，该专利目的是通过两阶段热处理同时获得复材和基材的性能，两阶段热处理会发生钛、铁和碳元素的过度扩散，产生铁钛的金属间化合物和碳化钛等脆性，劣化界面剪切强度。
12、中国专利cn201710996925.x公开了一种薄复层双面钛钢复合板及其制备方法，通过大厚度组坯以及大压下轧制技术，实现钛、钢之间的良好复合，该专利是由钛复层、基层和钛复层构成的双面钛复合板，钛复层材质为ta2，其中钛复层厚为0.2～1mm，组坯按照由上至下依次为盖板、钛复材、碳钢基材、钛复材、盖板的顺序居中叠放，在真空室中抽取真空后对其四周缝隙进行真空电子束封焊接，真空度为1.0～4.5×10-2pa，将密封焊接处理后的复合坯加热至900～920℃保温，保温时间按照1min/mm×复合坯总厚度计算，开轧温度为880～900℃，终轧温度为800℃以上，空冷至室温，单道次压下率为≥15％，且头三道次压下率≥20％，总压下率≥80％，将轧制后得到的复合板进行切边、分板、表面修磨后得到双面钛钢复合板，该专利通过复合板坯的表面清洁处理，盖板的包覆隔离空气作用，控制轧制温度以及采用大压下的方式，使复合界面生成的钛铁、钛碳化合物破碎、细化，弥散分布在复合界面，改善化合物的分布状态，进一步保证复合质量和性能稳定性，剪切强度达到241mpa。
13、中国专利cn201710983322.6公开了一种薄复层钛钢复合板及其制备方法，采用钛和碳钢复合的双层结构，其组坯方式、加热工艺与中国专利cn201710996925.x相似，开轧温度为880～900℃，单道次压下率为25～30％，总压下率≥85％，在控制单道次压下率和总压下率的同时，限定钛钢复合板的厚度为3～16mm，终轧温度为800℃以上，空冷至室温，通过表面处理得到钛钢复合板，钛复层厚度≤1mm，该专利通过对称组坯的方式并将钛封焊进碳钢板中提高复合质量，轧制后钢板剪切强度达到238mpa以上，且复合界面结合率为100％，其碳钢层达到了q345级别碳钢的国家标准要求。
14、上述两专利对于复层以及基层的详细设计没有提及，仅对拉伸性能以及剪切强度进行了描述，复层要求的道次压下率和总压下率都偏高，且没有控制材料的耐蚀性、基层材料低温冲击性能、屈强比等性能指标，不满足建筑结构用钢的要求。
15、综上所述，以上专利主要对复合钢板的制备方法进行了描述，具体实施例在性能方面主要对界面剪切强度和拉伸性能等做了简要说明，海浪飞溅区的钢结构用钢，除了要耐海浪飞溅区的腐蚀外，还要确保具备必要的结构用钢性能要求，如前述的低屈强比以及相应的低温冲击性能以保证结构安全，而以上专利对于耐蚀层的腐蚀速率、屈强比、低温冲击等均未进行相关成分及工艺设计，无法保证可以满足海浪飞溅区环境下的高耐蚀的钢结构用钢板的使用要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种460mpa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑钢结构用热轧带钢及其制造方法，在不降低耐蚀层本身的耐腐蚀能力的情况下其基层(碳钢)的力学性能也能满足对应的强度级别要求，并且基层具备优异的屈强比和低温冲击韧性；所述建筑结构用热轧带钢的屈服强度≥460mpa，抗拉强度≥580mpa，屈强比为≤0.81，-40℃冲击功≥190j，耐海浪飞溅腐蚀速率≤0.006mm/年，界面过渡层厚度≤8μm，界面剪切强度≥268mpa；能够满足海浪飞溅区环境下的耐蚀性使用要求，兼具耐海浪飞溅区腐蚀良好的力学性能以及较高的经济性，可适用于海港码头、海洋采油平台等设施钢桩等钢结构件。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案是：
3、本发明采用低碳微合金化成分设计，在无添加金属隔离层的条件下，实现了钛、碳钢的优良结合，同时控制界面过渡层厚度，在不降低耐蚀层本身的耐腐蚀能力的情况下其基层(碳钢)的力学性能也能满足对应的强度级别要求。
4、具体的，本发明所述460mpa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧带钢，包括基层、耐蚀层及基层和耐蚀层之间的界面过渡层；
5、所述基层的化学成分质量百分比为：c 0.03～0.13％，si 0.15～0.35％，mn 1.0～1.5％，p 0.0005～0.003％，s 0.0005～0.01％，cr 0.1～0.65％，ni0.20～1.0％，cu0.10～0.25％，al 0.02～0.05％，ti 0.009～0.016％，nb0.06～0.10％，n 0.0005～0.005％，v 0.08～0.25％，余量包含fe及其它不可避免的杂质；
6、所述耐蚀层采用工业纯钛；
7、所述建筑结构用热轧带钢的屈服强度≥460mpa，抗拉强度≥580mpa，屈屈强比≤0.75，-40℃冲击功≥190j，耐海浪飞溅腐蚀速率≤0.006mm/年，界面过渡层厚度≤8μm，界面剪切强度≥268mpa。
8、优选的，所述基层化学成分还满足下列关系式：
9、0.32％≤cu+ni≤1.15％；
10、2(c+n)≤ti+nb+cr+v≤0.90％。
11、进一步，所述基层成分中余量为fe及其它不可避免的杂质。
12、本发明所述基层的微观组织为铁素体+贝氏体+马氏体，贝氏体+马氏体含量为5～15％，铁素体平均晶粒度≥8.5级。
13、本发明所述基层的屈服强度≥460mpa，抗拉强度≥580mpa，屈强比≤0.75，-40℃冲击功≥190j。
14、优选的，所述耐蚀层采用ta1、ta2、ta3或ta4。
15、所述耐蚀层的微观组织为单一的、等轴状的α-ti。
16、所述耐蚀层的耐海浪飞溅腐蚀速率≤0.006mm/年。
17、优选的，所述界面过渡层实现100％冶金结合，原子高度共格，界面过渡层厚度≤8μm，界面剪切强度≥268mpa。
18、优选的，所述界面过渡层组织晶粒细小，平均晶粒尺寸15～40μm，并含有小于120nm(ti，nb)c析出颗粒。
19、优选的，所述建筑结构用热轧带钢的厚度为1.0～16毫米。
20、在本发明所述建筑钢结构用热轧带钢的基层成分设计中：
21、c：在钢中起到固溶强化的作用，可明显提高钢的强度，但是c含量太高，对焊接性能和韧性不利，更主要的是c含量过高会向复合界面扩散，在界面过渡层中形成大量大颗粒状的tic硬相，降低复合界面强度，本发明为保证界面的剪切强度，采用低c含量。c含量的变化对钢的屈服强度影响小于对抗拉强度的影响，在保证产品成型和焊接性能的前提下，适当提高c的含量有利于降低钢的屈强比，基于此，在本发明所述的基层成分中c含量控制在0.03～0.13％。
22、si：钢中加入si元素能够有效脱氧，提高钢质纯净度。此外，si元素在钢中能够起到固溶强化作用，能提高钢材的强度和硬度，但si元素不利于材料的焊接性能。因此，在本发明所述基层成分中将si含量控制在0.10～0.35％。
23、mn：mn是最廉价的强化基体元素，可以降低奥氏体转变温度，推迟珠光体转变，细化铁素体晶粒，提高钢的强度，同时，mn还可以消除s对钢材的影响。但mn含量太高容易出现偏析带以及马氏体组织，对钢的韧性不利。因此，在本发明所述基层成分中将mn含量控制在1.0％～1.5％。
24、al：al主要作为脱o元素过量加入钢中，保证钢中的o含量尽量地低，脱o后多余的al和钢中的n元素结合形成aln析出物，aln在加热过程中阻碍时奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒，提高基体强度及韧性；与此同时，aln的形成固定了基体中的部分n，减少碳钢基层中间隙原子n向复合界面扩散在界面过渡层中形成硬质tin，劣化复合板界面剪切强度；同时可减少ti，nb的加入量，降低合计成本。基于此，在本发明所述基层成分中将al含量控制在0.015～0.03％。
25、ti：ti在高温下形成稳定的tin或ti(n，c)，起到固c、n的作用，防止碳钢基层中的间隙c、n原子向界面扩散，在界面过渡层中处形成硬质tin或ti(n，c)析出，获得高界面剪切强度的复合板。与此同时，tin在加热过程中，阻碍奥氏体长大，细化奥氏体晶粒，可提高基体强度和韧性。在后续使用焊接中，尤其是紧靠焊缝熔融边界的热影响区(haz)中抑制奥氏体晶粒长大，进而改善焊接haz的韧性，能够适应大焊接热输入工艺的需要。为提高低碳基体强度，减少c、n向界面的扩散，获得高界面剪切强度复合板。基于此，在本发明所述基层成分中将ti含量控制在0.009～0.016％。
26、nb：nb以固溶nb和nb(c，n)的形式存在于钢中，在再结晶过程中起到固溶拖曳和析出钉扎的作用。基层碳钢中加入少量的nb主要是为了提高再结晶温度，使得该基层碳钢在再结晶及未再结晶区轧制后晶粒细化，有利于提高基层碳钢的低温冲击韧性。由于nb(c，n)析出相作用，原奥氏体晶粒会更细小，从而促进更细小的再结晶晶粒的形成，获得高强度和高韧性的理想结合，与此同时，nb可固定基体中的间隙c、n原子，减少c、n向界面的扩散，获得高界面剪切强度复合板。基于此，在本发明所述的基层中将nb含量控制在0.060～0.10％。
27、cu：cu起到固溶强化的作用，而且随着cu含量的提高，钢的室温冲击韧性略有提高，因此，在本发明所述的基层成分中将cu含量控制在0.10～0.25％。
28、n：n元素可以与ti、al生成第二相粒子，细化奥氏体晶粒，提高基体强度及韧性。然而，当n含量过高时，则生成的tin量多且颗粒过于粗大，会影响本发明基层碳钢的塑性及韧性。基于此，在本发明所述的基层中将n含量控制在0.0005～0.005％。
29、ni：ni是稳定奥氏体的元素，对提高韧性和强度有一定的作用。钢中加ni能大幅提高钢的低温冲击韧性。但镍价格昂贵，添加量过对会增加复合板成本。基于此，在本发明所述基层成分中添加适量的ni，并控制ni含量控制0.2～1.00％。
30、cr：cr是强碳化形成元素，在奥氏体中扩散速度较小，同时阻碍c元素的扩散。在低温过程中形成细小的碳化物，起到析出强化的作用，与此同时，可固定基体中的间隙c、n原子，减少c、n向界面的扩散，获得高界面剪切强度复合板。cr在钢中提高基体强度的同时会降低韧性，为获得强度和韧性的最佳匹配，在本发明所述基层成分中cr含量控制在0.1～0.65％。
31、v：v是强碳氮化物形成元素，与ti和nb复合添加在钢中能形成细小的复合型的碳氮化物，并且析出温度范围变宽，能够有效地组织奥氏体晶粒长大抑制再结晶过程，提高基层碳钢的强度和韧性。同时，v的碳氮化物析出温度较低，在相变过程中析出能有效的组织铁素体晶粒的长大，并能强化铁素体基体强度。基于此，在本发明所述基层成分中添加适量的v，并控制v含量控制0.08～0.25％。
32、s、p，均是不可避免的杂质元素，其含量应该越低越好，考虑到钢厂实际的炼钢水平，在本发明控制s、p含量为：s≤0.010％；p≤0.003％；
33、本发明所述耐蚀层采用工业纯钛，优选ta1、ta2、ta3和ta4，其成分满足gb/t3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》标准。
34、另外，在本发明所述建筑钢结构用热轧带钢的基层化学成分设计中：
35、因cu和ni均可提高基层的韧性，并且复合添加效果尤为显著，与此同时，ni元素的添加可降低c在钢中的扩散速率，减少c向界面的扩散，因此，本发明控制0.32％≤cu+ni≤1.15％，且可控制界面过渡层在8μm以内。
36、因ti、nb、cr和v均是强碳氮化物形成元素，在基层碳钢中会形成相应的碳氮化物，这可以固定基层中的间隙原子，阻碍c、n间隙原子向界面扩散在界面过渡层形成大颗粒、聚集的碳氮化物，可控制界面过渡层在8μm以内，从而提高界面剪切强度。同时ti、nb和cr可以在热轧加工不同阶段起到细化基层碳钢晶粒，提高韧性的作用。因此，本发明控制：2(c+n)≤ti+nb+cr+v≤0.90％。
37、本发明所述的460mpa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧带钢的制造方法，其包括如下步骤：
38、1)冶炼、铸造
39、按上述基层及耐蚀层的成分分别冶炼、铸造成坯；
40、2)组坯
41、对基层、耐蚀层坯料进行表面磨抛，并对坯料贴合面进行四周焊接密封形成复合坯；对焊接密封后的结合面进行抽真空处理；
42、3)加热
43、将所述复合坯加热至900～1000℃；
44、4)轧制
45、粗轧温度控制在860℃以上；精轧温度控制在760～850℃，道次压下率控制在5～20％，累计压下率≥88％；
46、5)冷却
47、第一阶段钢带出轧机机架后以≤10℃/s的冷却速度冷却至700～750
48、℃，然后第二阶段以30～50℃/s的冷却速度冷却至300～450℃进行卷取。
49、优选的，步骤1)耐蚀层厚度为复合坯总厚度的1～10％。
50、优选的，步骤4)轧制时采用的道次压下率为10～15％。
51、在本发明所述制造方法中：
52、1)冶炼：p、s元素会恶化钢的断裂韧性，所以在冶炼过程中要进行低p、低s的控制，改善钢坯质量。采用洁净钢生产技术，降低钢中的气体和夹杂物含量，提高了钢材的综合性能，尤其是提高抗层状撕裂性能。
53、2)组坯；耐蚀层厚度按照复合坯总厚度的1～10％准备。对耐蚀层、基层碳钢坯料进行预处理，并对钢坯贴合面进行四周焊接密封，对焊接密封后的结合面进行抽真空处理。真空处理保护耐蚀层表面不被氧化，也是保证耐蚀层耐浪花飞溅区腐蚀的一个重要条件，与此同时能够保证耐蚀层在后续大的累计压下率变形过程中避免发生边裂和耐蚀层轧破等现象。
54、3)加热：对于单一碳钢而言，板坯加热温度一般控制在1000～1250℃，有利于钢中析出物溶解及充分扩散，促进板坯元素均匀化，发挥微合金元素在钢中强化作用；对于单一的工业纯钛板加热温度一般控制在850～1000℃，加热温度过高会产生β相变，并且β相会迅速长大，劣化工业纯钛的性能，因为加热温度过高会同时也使元素进行充分扩散，促进后续实现界面100％冶金结合；但较高的加热温度会增加奥氏体晶粒粗大倾向，增加了后续控轧的难度，最重要的是会加速c、n、ti、fe向界面处扩散，在界面处形成较厚的脆性析出物和金属间化合物，形成厚的界面过渡层，使界面剪切强度劣化，优选的，采用相对传统碳钢生产较低的加热温度，将加热温度设定为900～1000℃之间。
55、4)轧制：粗轧温度控制在860℃以上。在高温粗轧区进行大压下率压下，使组织进行充分的再结晶，使得晶粒细化，提升材料强度和韧性；在精轧未再结晶区进行控制轧制，此阶段不再发生奥氏体再结晶，通过合理的压下率和终轧温度来累积变形能和形变位错，使奥氏体晶粒内部形成高密度的变形带，增加铁素体相变形核点，进一步细化基体相变后晶粒尺寸，提高材料强度和韧性，与此同时，在此阶段形变诱导nb、ti、cr和v的碳氮化物沉淀析出，提高基体的强度，抑制c向界面的扩散，避免在界面处形成过厚的tic而劣化界面剪切强度。道次压下率保证在5～20％，累积压下率≥88％；优选的，精轧温度控制在780～850℃，在保证钛的腐蚀性能的同时，避免基层在两相区轧制，同时获得平均晶粒度≥8.5级的铁素体和含量为5～15％的贝氏体+马氏体组织。
56、5)冷却：通过对开冷、终冷以及冷却速度进行控制冷却，实现对轧后组织类型、组织大小及各项含量的控制。冷速过快会形成大量贝氏体、马氏体组织，由于马氏体相为低韧性以及高屈强比组织，对于钢板的性能不利，冷速过慢会导致生成大量的粗大的铁素体组织，粗大的组织对于裂纹的扩展有利，造成冲击性能下降，所以应该合理的控制冷却速度；精轧终轧温度的控制可以避免在两相区轧制而出现异常粗大的组织；同时轧制后能够快速冷却到相变温度，进一步抑制组织长大，通过细化晶粒的方式提升材料强度和低温冲击韧性，并形成5％以上的硬相组织保证强度。优选的，采用阶段冷却方式，出轧机机架后先以≤10℃/s冷却速度冷却至铁素体相变温度，再以30～50℃/s的冷却速度快速冷却至350～450℃进行卷取而获得少量的贝氏体及马氏体组织，并且在卷取过程中实现组织回复，并促进v的碳氮化物析出，保证基层具有低屈强比以及高的低温冲击韧性。
57、优选的，耐蚀层太厚时，会影响材料的力学性能以及生产成本；而耐蚀层太薄时，则会降低材料的耐蚀性和使用寿命。为此，上述组坯过程的耐蚀层占复合坯总厚度的比值优选为1～10％。
58、本发明通过耐蚀层与基层复合，结合成分设计及两者厚度配比设计，通过轧制工艺在基层即碳带钢表面形成耐海浪飞溅区腐蚀的耐蚀层，最终形成兼具耐海浪飞溅区腐蚀、良好的力学性能以及较高的经济性的带钢，带钢再加工成结构件即可有效应用于海浪飞溅区环境下使用的钢结构件。
59、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
60、本发明采用低碳微合金化成分设计，在无添加金属隔离层的条件下，实现了钛、碳钢的优良结合，同时控制界面过渡层厚度，在不降低耐蚀层本身的耐腐蚀能力的情况下其基层(碳钢)的力学性能也能满足对应的强度级别要求。
61、本发明通过降c减少tic化合物在界面过渡层的形成以及在基层中形成碳氮化物，阻碍晶粒长大，改善基层低温冲击韧性，同时微合金元素的加入并配合合理的轧制冷却工艺，解决了在低碳情况下的材料强度偏低的问题，屈服强度≥460mpa，抗拉强度≥580mpa，同时保证了材料屈强比≤0.81，-40℃冲击功≥190j，均高于国家标准gb/t 19879-2015《建筑结构用钢板》中的性能要求。
62、中国专利cn201210260231.7没有明确加热温度，通过在复层与基层之间加一层镍板作为隔离层，阻止界面tic的生成，得到的钛钢复合板界面结合率为99.6～100％。而本发明明确了复合坯加热温度为900～1000℃，通过低碳和微合金设计，减少了ni的添加，降低了生产成本，同时经过加热、轧制等过程工艺优化能够形成一定厚度的过渡层组织，并减少界面过渡层中脆性相tic的形成，实现了界面结合率为100％的完全冶金结合。
63、中国专利cn201710769999.x板坯加热温度为500～700℃，总压下率为60～70％，所生产的带钢界面剪切强度最高为182mpa。而本发明充分考虑了耐蚀层工业纯钛的高温相变问题对耐蚀性的影响和基层碳钢的强度和韧性控制。结合低碳微合金设计，通过加工工艺的全局设计，设定复合坯的加热温度为900～1000℃，在此温度下耐蚀层不发生相变，并保证基层碳钢中的析出物充分溶解，在控轧过程中起到细化基层晶粒提高基层强度和韧性，结合累计压下率≥85％，使界面过渡层的脆性相得到破碎，提高界面剪切强度。
64、以上两专利主要通过在钛和碳钢之间增加附加的镍基合金隔离层的方式避免脆性的ti的化合物的生成，而本发明通过成分及工艺设计而未添加隔离层，且与以上两专利的组坯方式不同、基层碳钢的材质也有明显不同。
65、在本发明的工艺条件下既保证了耐蚀层工业纯钛原有的耐蚀性，又保证了基层的力学性能，解决了传统钛及碳钢两种加工工艺窗口相差过大无法兼顾的问题；同时控制基层和耐蚀层元素充分扩散的形成不大于10μm的界面过渡层，该层组织晶粒细小，平均晶粒尺寸15～40μm，并含有小于120nm(ti，nb)c析出颗粒，强化了界面结合性能，保证界面剪切强度≥268mpa，高于中国专利cn201710769999.x的界面剪切强度182mpa。
66、中国专利cn201811327623.4通过温轧实现复合，后面需进行两阶段热处理操作，包括500～600℃保温20～60min的初次退火以及680～700℃的再结晶退火保温30-120min，为一种非热轧复合的复合钛带钢的制备方法，与本发明的制造方法完全不同。
67、中国专利cn201510543767.3加热温度850～900℃，终轧温度700℃以下，并且控制单道次压下率均在20～30％，轧制总压下率≥90％，钛钢复合板剪切强度大于240mpa的，该专利要求的道次压下率和总压下率都很高，在轧制过程中易产生边部焊缝开裂，破坏真空度，不易复合，轧制稳定性差。本发明的单道次压下率控制在5～20％，能够有效控制焊缝在轧制过程中不开裂，保证板坯内部的真空度，提升界面剪切强度和轧制的稳定性及成功率。
68、中国专利cn201610994234.1为一种钛钢板的退火技术生产方法，首先将钛板及钢板进行组坯，形成钢板-钛板-隔离剂-钛板-钢板对称式多层组合坯料，通过轧制复合或爆炸复合的方式进行复合，复合后的坯料采用连续退火酸洗线进行退火酸洗，先加热至500～750℃,使得心部钛板再结晶，再加热至950～1050℃，使得基部钢板再结晶，未具体明确轧制工艺及所获得的钢板的腐蚀及结构性能。与本发明在制造工艺上明显不同，本发明无需进行两阶段热处理，而且两阶段热处理会发生钛、铁和碳元素的过度扩散，产生铁钛的金属间化合物和碳化钛等脆性，劣化界面剪切强度。
69、中国专利cn201710996925.x的耐蚀层材质为ta2，其中钛复层厚为0.2～1mm，加热至900～920℃保温，开轧温度为880～900℃，终轧温度为800℃以上，空冷至室温，剪切强度达到241mpa。本发明加热温度为900～1000℃，精轧温度750℃～850℃，采用两阶段冷却方式进行冷却此工艺下可实现以ta1、ta2、ta3和ta4为耐蚀层，耐蚀层所占复合坯总厚的0.5～20％热轧板，且界面剪切强度≥268mpa。
70、中国专利cn201710983322.6的组坯方式、加热工艺与中国专利cn201710996925.x相似，单道次压下率为25～30％，总压下率≥85％，在控制单道次压下率和总压下率的同时，限定钛钢复合板的厚度为3～16mm，终轧温度为800℃以上，空冷至室温，通过表面处理得到钛钢复合板，钛复层厚度≤1mm。本发明单道次压下率5～20％，控制轧制稳定性，采用两阶段冷却方式，保证材料的组织类型，从而控制屈强比和韧性。在耐蚀层厚度和复合带钢总厚度上也有明显差别。
71、本发明所述460mpa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧带钢，能够解决海浪飞溅区环境下使用的不锈钢或碳钢的本质痛点；该460mpa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧带钢可有效应用于海浪飞溅区环境下使用的钢结构件制造中，例如：海港码头、海洋采油平台等设施在海浪飞溅区的钢结构件，其能够满足这些构件对于耐海浪飞溅区腐蚀性能和力学性能的需求，大幅提升这些构件的适用性、安全性、耐久性，具备极大的经济和社会效益。