專利名稱：：一種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及低合金鋼制造領(lǐng)域，特別是用于輸電鐵塔制造的鋼。
背景技術(shù)：
：長期以來，我國輸電鐵塔用鋼材，基本上都采用Q235和Q345熱軋角鋼。輸電鐵塔用角鋼實(shí)際使用規(guī)格達(dá)70多種，但在市場上可方便采購的角鋼規(guī)格不足四十種，這導(dǎo)致在鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程中經(jīng)常出現(xiàn)"代料"問題，造成5%10%的損耗。另外，國外輸電鐵塔常采用不等邊角鋼，以降低輸電塔的重量，我國市場上基本沒有不等邊角鋼供貨。冷彎型鋼由鋼板加工成型，定尺任意，可加工任意形狀和尺寸的構(gòu)件，可以避免由于桿件定長導(dǎo)致的材料浪費(fèi)。輸電線路桿塔長期暴露在大氣環(huán)境之中，腐蝕環(huán)境較為惡劣，大氣腐蝕占塔架總腐蝕損失的一半以上。耐候鋼的耐大氣腐蝕性能為普通碳鋼的28倍，可以直接裸露使用，并且使用時(shí)間愈長，耐蝕作用愈突出。耐候鋼是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保型材料，在輸電鐵塔上應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)保效益顯著，具有廣闊的發(fā)展空間。中國發(fā)明專利CN101144139A公開了"一種高強(qiáng)度耐候低合金電力桿用鋼及其制造方法"，其合金成分及重量百分比含量為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，其余為Fe和微量雜質(zhì)，通過添加耐腐蝕性元素Cu提高鋼的耐腐蝕性能，通過Nb微合金化及控制軋制技術(shù)提高鋼的強(qiáng)度，該鋼本質(zhì)上來說是一種含Cu鋼，并且鋼中S含量較高，不利鋼的低溫沖擊韌性和成型性能，同時(shí)該鋼的屈強(qiáng)比較高，達(dá)到了0.840.86。中國發(fā)明專利CN100342051C公開了"一種經(jīng)濟(jì)耐候鋼"，其合金成分及重量百分比含量為: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，其余為Fe和微量雜質(zhì)，通過簡單調(diào)整Q235鋼的部分合金元素，添加耐腐蝕性元素Cu生產(chǎn)出了具有良好耐腐蝕性能及力學(xué)性能優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)耐候鋼，該鋼本質(zhì)上來說也是一種含Cu鋼，并且鋼中C、S含量較高，不利于鋼的焊接性、耐腐蝕性能、低溫沖擊韌性和成型性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼及其制備方法，它成本低，具有良好冷彎成型性能、優(yōu)良的低溫韌性及焊接性能，同時(shí)具有良好耐大氣腐蝕性能，耐候性好。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為—種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼，它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)?！N輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼，它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)?！N輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼，它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。上述的輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼的方法，生產(chǎn)工藝流程依次為鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、鑄坯清理、鑄坯下送、板坯加熱、粗軋、精軋、層流冷卻、巻取、精整入庫。上述方案中，所述板坯加熱溫度為1180128(TC，加熱時(shí)間為150分鐘；所述粗軋階段的開軋溫度，1160122(TC，終軋溫度，10401080°C，累計(jì)壓下率^70%，道次壓下率>15%;精軋階段的開軋溫度《98(TC，終軋溫度，78088(rC，后三道次累計(jì)壓下率>60%;所述層流冷卻的巻取溫度為580680°C。本發(fā)明的主要合金元素含量的設(shè)計(jì)基于以下原理C是提高鋼強(qiáng)度最經(jīng)濟(jì)有效的合金元素，但C含量過高會顯著惡化鋼的焊接性能，并且會促進(jìn)珠光體轉(zhuǎn)變，降低鋼的耐大氣腐蝕性能，本發(fā)明采用低C設(shè)計(jì)，提高鋼的焊接性能，減少碳化物組織形成，提高鋼的耐腐蝕性能、低溫沖擊韌性和成型性能，C含量為0.020.058%。鋼中添加Mn，不僅可以通過Mn的固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度，而且可降低鋼的相變溫度，細(xì)化晶粒，提高鋼的低溫韌性，Mn含量為0.300.95%。合金元素Si既可通過固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度，也可提高鋼的耐大氣腐蝕性能，本發(fā)明鋼中的Si含量設(shè)計(jì)為《0.10%。Cu是提高鋼耐大氣腐蝕性能最主要的合金元素，同時(shí)也能提高強(qiáng)度，但惡化焊接性能，容易產(chǎn)生熱脆，鋼中的Cu含量達(dá)到0.15%時(shí)，能大幅提高鋼的耐大氣腐蝕性能，同時(shí)通過固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度，本發(fā)明鋼中的Cu含量設(shè)計(jì)為0.100.30%。P是傳統(tǒng)耐候鋼中主要的合金元素，與Cu復(fù)合加入耐候鋼中，提高鋼耐腐蝕性能的能力遠(yuǎn)大于Cu、P單獨(dú)加入鋼中的效果，但P含量過高，使鋼具有較明顯的冷脆傾向。本發(fā)明鋼中的P含量控制為0.0350.058%;Nb是強(qiáng)碳氮化物形成元素，通過析出強(qiáng)化提高鋼強(qiáng)度；同時(shí)Nb強(qiáng)烈抑制奧氏體再結(jié)晶，使鋼在較高溫度下軋制，細(xì)化晶粒，提高鋼的強(qiáng)度及低溫韌性，本發(fā)明鋼中Nb含量設(shè)計(jì)為《0.03%。S是鋼中的有害元素，生成的硫化物夾雜不僅嚴(yán)重影響鋼的力學(xué)性能，而且對鋼的耐腐蝕性能產(chǎn)生嚴(yán)重的惡化作用，因此應(yīng)盡是降低鋼中的S含量，使其含量在0.010%以下，提高鋼的耐腐蝕性能、低溫沖擊韌性、成型性能及鋼板縱、橫向性能均勻性。RE能改變鋼中夾雜物的形態(tài)和分布，改善鋼板的橫向性能，并通過降低硫化物與基體電級電位差異來高耐腐蝕性能，本發(fā)明鋼中RE含量設(shè)計(jì)為《300g/t鋼。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1、本發(fā)明鋼的化學(xué)成分簡單，成本低廉，是一種經(jīng)濟(jì)型耐候鋼。2、以低C-Mn鋼為基礎(chǔ)，低C設(shè)計(jì)，保證鋼具有低的碳當(dāng)量，提高鋼的焊接性能，減少碳化物組織形成，提高鋼的耐腐蝕性能、低溫沖擊韌性和成型性能。3、本發(fā)明鋼通過復(fù)合添加Cu及少量P，提高鋼的耐腐蝕性能；控制較低的S含量，提高鋼的潔凈度，從而提高鋼的耐腐蝕性能、成型性能及鋼的綜合力學(xué)性能。4、本發(fā)明鋼具有較低的Si含量，有利于提高鋼板表面質(zhì)量。5、本發(fā)明鋼加入RE改變鋼中夾雜物的形態(tài)和分布，改善鋼板的橫向性能，并通過降低硫化物與基體電級電位差異來高耐腐蝕性能。6、本發(fā)明鋼采用Nb微合金化技術(shù)，通過控軋控冷技術(shù)得到強(qiáng)韌匹配優(yōu)良的熱連軋耐候鋼板，生產(chǎn)工藝容易控制，易于工業(yè)生產(chǎn)。7、本發(fā)明鋼具有優(yōu)良的焊接性能、冷彎成型性能、低溫沖擊韌性及良好的耐大氣腐蝕性能。本發(fā)明鋼適用于輸電鐵塔用冷彎型鋼，以取代目前廣泛使用的輸電鐵塔用熱軋角鋼。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步介紹本發(fā)明，但是實(shí)施例不會構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼實(shí)施例均采用的生產(chǎn)工藝流程依次為鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄(喂RE稀土絲)、鑄坯清理、鑄坯下送、板坯加熱、相軋、精軋、層流冷卻、巻取、精整入庫。所述板坯加熱溫度為1180128(TC，加熱時(shí)間為150分鐘；所述粗軋階段的開軋溫度，11601220。C，終軋溫度，10401080。C，累計(jì)壓下率^70%，道次壓下率>15%;精軋階段的開軋溫度《98(TC，終軋溫度，78088(TC，后三道次累計(jì)壓下率^60%;所述層流冷卻的巻取溫度為580680°C。本發(fā)明輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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鋼，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例14均上述生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)出鋼的化學(xué)成分見表l，鋼的力學(xué)性能見表2，鋼的耐大氣腐蝕結(jié)果見表3。上述四個(gè)實(shí)施例均在50kg真空感應(yīng)爐冶煉。為了能更好的反映出本發(fā)明鋼耐大氣腐蝕性的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)施方式中提供了1組比較鋼的耐大氣腐蝕性結(jié)果，實(shí)驗(yàn)方法按按TB/T2375-1993執(zhí)行，見表3中的Q345B。[O(HO]表1實(shí)施例鋼的化學(xué)成分(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>[OO42]表2實(shí)施例鋼的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3實(shí)施例鋼的耐大氣腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果腐蝕率(g/m2.h)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表3中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1、4為最佳實(shí)施方案，因此，以下兩個(gè)成分范圍為最佳方案1、輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2、輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。權(quán)利要求一種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼，其特征在于它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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鋼，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.—種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼，其特征在于它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。3.—種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼，其特征在于它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。4.制造權(quán)利要求1所述的輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼的方法，其特征在于其生產(chǎn)工藝流程依次為鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、真空處理、連鑄、鑄坯清理、鑄坯下送、板坯加熱、粗軋、精軋、層流冷卻、巻取、精整入庫。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述板坯加熱溫度為1180128(TC，加熱時(shí)間為150分鐘；所述粗軋階段的開軋溫度，1160122(TC，終軋溫度，1040誦。C，累計(jì)壓下率^70%，道次壓下率>15%;精軋階段的開軋溫度《98(TC，終軋溫度，780880。C，后三道次累計(jì)壓下率^60%;所述層流冷卻的巻取溫度為580680°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼及其制備方法，它的主要化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為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鋼，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明輸電鐵塔用經(jīng)濟(jì)耐候鋼及其制備方法的成本低，具有良好冷彎成型性能、優(yōu)良的低溫韌性及焊接性能，同時(shí)具有良好耐大氣腐蝕性能，耐候性好。文檔編號C22C38/16GK101709426SQ200910273210公開日2010年5月19日申請日期2009年12月15日優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日發(fā)明者劉志勇,宋育來,梁文,胡敏,陳吉清,陳邦文申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司