專利名稱：耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金鋼領(lǐng)域，特別是耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼，其主要用于制造塔架、橋梁、車輛等長期暴露在大氣中使用的金屬構(gòu)件。
目前現(xiàn)有技術(shù)公開的文獻(xiàn)技術(shù)中蘇聯(lián)專利(SU1822446A3)、日本專利(特開平9-277083、特開平1-92341)、歐洲專利(EP 0841 409 A1)等對(duì)耐大氣腐蝕鋼進(jìn)行了介紹，但普遍采用向鋼中添加Cu、P、Cr、Ni、Al等元素，有的還加As、Ce等元素。如蘇聯(lián)專利SU1822446A3公開的耐大氣腐蝕鋼成份為(重量百分比)C0.25-0.40 Si0.02-0.15 Mn1.2-1.8 Cu0.002-0.40 Cr0.02-0.40 Nb0.01-0.06 Ni0.02-0.20 As0.01-0.20。上述雖然提高了鋼的性能，但成本太高，工藝過程復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，通過Cu、Cr、Nb、Al等合金化途徑，提供一種生產(chǎn)工藝簡單且具有良好的耐大氣腐蝕性能、焊接性能的高強(qiáng)度耐大氣腐蝕鋼。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼，主要合金成份包括C、Si、Mn、Cu、Cr、Nb、Al，其特征在于各成份的重量百分比含量為C0.08～0.16、Si0.20～0.40、Mn0.80～1.40、P≤0.035、S≤0.035、Cu0.20～0.40、Cr0.40～0.80、Nb0.015～0.05、Al≤0.02，其余為Fe和微量雜質(zhì)。各成份的重量百分比含量見表1。
發(fā)明的耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)過優(yōu)選的各合金成份的重量百分比為C0.08～0.12、Si0.20～0.35、Mn0.80～1.25、P≤0.030、S≤0.030、Cu0.25～0.40、Cr0.45～0.70、Nb0.015～0.03、Al0.008～0.02，其余為Fe和微量雜質(zhì)。見表2。
本發(fā)明所述的耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼的合金機(jī)理如下Cu是在低合金耐大氣腐蝕鋼中耐蝕作用最為有效的合金元素，研究表明，Cu加入后，有助于在鋼的表面形成致密的、粘附性好的非晶態(tài)氧化層保護(hù)膜，使腐蝕過程幾乎不能進(jìn)行，時(shí)間越長保護(hù)膜越致密，耐蝕作用也越明顯。
另外，Cu可以抵消鋼中S的有害作用，Cu與S生成難溶的硫化物，從而抵消了S對(duì)鋼耐蝕性的有害作用。Cu還是很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化元素。使鋼的強(qiáng)度顯著提高。
Cr一般情況下合金元素Cr在Cu的配合下提高低合金耐大氣腐蝕性能。
Nb在鋼中主要作用是細(xì)化晶粒改善鋼材的強(qiáng)韌性能，同時(shí)晶粒的細(xì)化也可提高耐蝕性能。
Al在鋼中主要作用是細(xì)化晶粒，改善鋼材的強(qiáng)韌性能和加工性能，通過控制軋制等技術(shù)，能顯著提高鋼的低溫沖擊韌性。
C在鋼中以碳化物形式存在，Si、Mn起固溶強(qiáng)化的作用，提高鋼的強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度要求，加入適量鈍化元素Cr、Al，加入微量的Nb可以細(xì)化晶粒，改善鋼材的強(qiáng)韌性能，尤其能顯著提高鋼的低溫沖擊韌性。
生產(chǎn)工藝過程(1)轉(zhuǎn)爐冶煉—脫氧合金化—板坯連鑄—板坯精整—板坯加熱—除鱗—三輥機(jī)軋制—四輥機(jī)軋制—矯直—冷卻—剪切—中板檢驗(yàn)入庫。
(2)轉(zhuǎn)爐冶煉—脫氧合金化—方坯連鑄—方坯精整—方坯加熱—軋制—冷卻—剪切—型鋼檢驗(yàn)入庫。
通過優(yōu)選化學(xué)成份，并在冶煉時(shí)，進(jìn)一步降低鋼中
含量，凈化鋼質(zhì)，以及配合相應(yīng)的控制軋制工藝，使鋼質(zhì)潔凈，晶粒細(xì)化，耐大氣腐蝕、焊接性能、強(qiáng)韌性優(yōu)良。
本發(fā)明的金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為7.5～8.5級(jí)。本發(fā)明具有良好的綜合力學(xué)性能，易于焊接。其力學(xué)性能見表3。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過Cu、Cr、Nb、Al等合金化途徑，提供一種生產(chǎn)工藝簡單且具有良好的耐大氣腐蝕性能、焊接性能的高強(qiáng)度耐大氣腐蝕鋼。
實(shí)施例表4所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的各合金成份，即C0.12、Si0.33、Mn1.18、P0.023、S0.016、Cu0.31、Cr0.49、Nb0.02、Al0.01，其余為Fe和微量雜質(zhì)。該鋼種的力學(xué)性能見表5；在北京、沈陽、青島三個(gè)地區(qū)進(jìn)行室外靜態(tài)暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。
表1、本發(fā)明的化學(xué)成份(重量％)
表2、本發(fā)明的優(yōu)選化學(xué)成份(重量％)
表3、本發(fā)明的力學(xué)性能
表4、實(shí)施例的化學(xué)成份
表5、實(shí)施例的力學(xué)性能
表6、實(shí)施例在北京(城郊大氣)、沈陽(工業(yè)大氣)、青島(海洋大氣)三個(gè)地區(qū)進(jìn)行室外靜態(tài)暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼，其主要成份包括Fe、C、Si、Mn、Cu、Cr、Nb、Al，其特征在于各合金成份的重量百分比含量為C0.08～0.16、Si0.20～0.40、Mn0.80～1.40、P≤0.035、S≤0.035、Cu0.20～0.40、Cr0.40～0.80、Nb0.015～0.05、Al≤0.02，其余為Fe和微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼，其特征在于優(yōu)選以下的各合金成份的重量百分比為C0.08～0.12、Si0.20～0.35、Mn0.80～1.25、P≤0.030、S≤0.030、Cu0.25～0.40、Cr0.45～0.70、Nb0.015～0.03、Al0.008～0.02，其余為Fe和微量雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐大氣腐蝕低合金結(jié)構(gòu)鋼,其特征在于各合金成份的重量百分比含量為:C 0.08～0.16、Si0.20～0.40、Mn 0.80～1.40、P≤0.035、S≤0.035、Cu 0.20～0.40、Cr 0.40～0.80、Nb 0.015～0.05、Al≤0.02,其余為Fe和微量雜質(zhì)。它是一種耐大氣腐蝕性能良好的高強(qiáng)度鋼,生產(chǎn)工藝簡單,且具有良好的耐大氣腐蝕性能和焊接強(qiáng)度,可滿足我國輸電或通訊塔架、橋梁、車輛等與大氣接觸環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)的需要,可廣泛制成各種板、管、型材。
文檔編號(hào)C22C38/12GK1353210SQ00133579
公開日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月14日
發(fā)明者蔡漳平, 夏茂森, 殷汝軍, 孫瑋, 劉江, 孫衛(wèi)華, 王鈞 申請(qǐng)人:濟(jì)南鋼鐵股份有限公司