本發(fā)明涉及鋼鐵領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、熱軋窄帶鋼因其多功能性，廣泛應(yīng)用于焊管、冷彎與焊接型鋼、高速公路護(hù)欄板、車(chē)廂結(jié)構(gòu)、建筑框架及汽車(chē)制造等多個(gè)核心領(lǐng)域。在全球經(jīng)濟(jì)加速增長(zhǎng)的浪潮下，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通網(wǎng)絡(luò)拓展及能源開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域?qū)φ瓗т摰男枨蠹ぴ?，?yīng)用環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜嚴(yán)苛，對(duì)窄帶鋼的耐腐蝕性和高強(qiáng)度的要求更為迫切。

2、傳統(tǒng)熱軋窄帶鋼在強(qiáng)度與耐腐蝕性方面往往難以同時(shí)滿(mǎn)足上述高端應(yīng)用的需求。高強(qiáng)窄帶鋼雖然能夠提升結(jié)構(gòu)件的承載能力，但在大氣中易腐蝕，造成結(jié)構(gòu)損壞，因此常常需要經(jīng)過(guò)表面處理，提高耐蝕性，但是表面一旦被破壞，極易加速銹蝕，造成結(jié)構(gòu)損壞。而耐腐蝕鋼材如不銹鋼，雖然耐蝕性好，但成本較高且強(qiáng)度有限，價(jià)格昂貴。因此，開(kāi)發(fā)一種既具備高強(qiáng)度特性，又能在多種腐蝕性環(huán)境中保持長(zhǎng)久穩(wěn)定性的熱軋窄帶鋼成為了材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼及其制備方法，通過(guò)成分特異性設(shè)計(jì)和制備工藝控制，實(shí)現(xiàn)熱軋窄帶鋼具有高強(qiáng)度特性，又具有高耐大氣腐蝕能力。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明的一種高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼，包括下述重量百分比的各組分：c：0.06％～0.12％，si：0.15％～0.3％，mn：1.2％～1.8％，p≤0.015％，s≤0.003％，cr：1.5％～2.5％，ni：0.3％～0.6％，cu：0.3％～0.6％，al：0.15％～0.45％，ti：0.06％～0.12％，nb：0.03％～0.06％，n：0.0045％～0.0085％；其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

3、本發(fā)明的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：采用鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→精煉→連鑄→加熱除磷→軋制→超快冷→卷曲→保溫→緩冷的制備方法，制備高強(qiáng)耐腐蝕的熱軋窄帶鋼。

4、其中，所述的鐵水預(yù)處理中，采用kr法對(duì)鐵水進(jìn)行預(yù)處理脫硫。

5、其中，所述的轉(zhuǎn)爐冶煉中，在冶煉前期，利用溫度低、脫p條件良好的情況造渣，實(shí)現(xiàn)快速脫p；在冶煉后期，強(qiáng)化脫c，強(qiáng)化鋼液沸騰去除鋼液中的夾雜物；當(dāng)c≤0.04％，p≤0.010％，s≤0.015％，殘余元素和溫度達(dá)到制備要求后出鋼。

6、其中，所述的精煉中，lf精煉過(guò)程采取加al塊脫氧后，喂al線(xiàn)合金化al，然后加入錳鐵、鉻鐵、鎳鐵、銅塊進(jìn)行合金化；rh合金化后，進(jìn)行高真空處理，真空度≤3mbar，真空時(shí)間10min～15min，rh破真空后，按照ti成分要求，喂入ti-mg復(fù)合合金線(xiàn)增ti，形成ti(c,n)納米化合物析出，防止析出物聚集長(zhǎng)大；然后再喂入80m～150m純鈣線(xiàn)進(jìn)行鈣處理，全程底吹氬攪拌，軟吹氬氣時(shí)間≥10min，隨后進(jìn)行連鑄。

7、其中，所述的連鑄中，全程采用保護(hù)澆注，過(guò)熱度控制在8℃～20℃，采用電磁攪拌300a～500a×2hz；采用凝固末端輕壓下技術(shù)改善鑄坯偏析和疏松，總壓下量為6mm～14mm，保護(hù)渣采用低反應(yīng)包晶保護(hù)渣，拉速控制在1m/min～1.4m/min，連鑄成150mm×260mm的矩形坯。

8、其中，所述的加熱除磷中，將鑄坯加熱至1120℃～1180℃，均熱時(shí)間25min～40min，加熱總時(shí)間160min～240min，加熱后的鑄坯進(jìn)行高壓水除磷，除磷系統(tǒng)壓力≥22mpa，確保表面氧化鐵皮去除干凈。

9、其中，所述的軋制中，粗軋開(kāi)軋溫度1020℃～1120℃，粗軋終軋溫度960℃～1060℃，采用大壓下技術(shù)將鑄坯軋制成30mm～50mm厚度的中間坯，然后再經(jīng)過(guò)5～9道次精軋，精軋開(kāi)軋溫度880℃～960℃，精軋終軋溫度820℃～900℃。

10、其中，所述的超快冷中，將帶鋼溫度由820℃～900℃快速降低至460℃～580℃，冷卻速度30℃～60℃/s。

11、其中，所述的卷曲、保溫、緩冷中，超快冷后進(jìn)行卷取，保溫后，將鋼卷在緩冷坑中緩慢冷卻，從而完成高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備。

12、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明采用超高強(qiáng)鋼耐腐蝕的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，通過(guò)mn、al、cr、ti、nb等合金元素進(jìn)行相變強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化及析出強(qiáng)化，提高材料強(qiáng)度。

13、本發(fā)明采用保護(hù)澆注、低過(guò)熱度、電磁攪拌、凝固末端輕壓下技術(shù)可改善鑄坯偏析、疏松、縮孔，碳偏析≤1.0級(jí)，中心疏松≤1.5級(jí)，中心縮孔≤1.0級(jí)。

14、本發(fā)明采用低溫加熱、兩相區(qū)軋制和超快冷卻，可以避免cu析出和ti、ni析出物聚集長(zhǎng)大，同時(shí)可以細(xì)化晶粒，獲得貝氏體+馬氏體+少量鐵素體和殘余奧氏體組織，提高材料強(qiáng)度和韌性。

15、本發(fā)明采用鋼卷低溫卷曲和緩冷坑中緩慢冷卻，可以提高材料強(qiáng)度和韌性，同時(shí)鋼帶表面合金元素cr、ni、cu、al等可與o2充分反應(yīng)，生成致密的復(fù)合氧化膜鈍化層，從而提高耐腐蝕性能。另外減少了退火熱處理工序，降低生產(chǎn)成本。

16、本發(fā)明高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼通過(guò)成分特異性設(shè)計(jì)和制備工藝控制，實(shí)現(xiàn)熱軋窄帶鋼具有高強(qiáng)度特性，又具有高耐大氣腐蝕能力，屈服強(qiáng)度≥750mpa，抗拉強(qiáng)度≥860mpa，延伸率≥17.0％，耐中性鹽霧腐蝕腐蝕速率≤0.25g/m2*h，滿(mǎn)足焊管料、冷彎型鋼、高速公路護(hù)欄板、車(chē)廂板、建筑及汽車(chē)用鋼的高強(qiáng)度和耐腐蝕的需要。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼，其特征在于：包括下述重量百分比的各組分：c：0.06％～0.12％，si：0.15％～0.3％，mn：1.2％～1.8％，p≤0.015％，s≤0.003％，cr：1.5％～2.5％，ni：0.3％～0.6％，cu：0.3％～0.6％，al：0.15％～0.45％，ti：0.06％～0.12％，nb：0.03％～0.06％，n：0.0045％～0.0085％；其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：采用鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→精煉→連鑄→加熱除磷→軋制→超快冷→卷曲→保溫→緩冷的制備方法，制備高強(qiáng)耐腐蝕的熱軋窄帶鋼。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的鐵水預(yù)處理中，采用kr法對(duì)鐵水進(jìn)行預(yù)處理脫硫。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的轉(zhuǎn)爐冶煉中，在冶煉前期，利用溫度低、脫p條件良好的情況造渣，實(shí)現(xiàn)快速脫p；在冶煉后期，強(qiáng)化脫c，強(qiáng)化鋼液沸騰去除鋼液中的夾雜物；當(dāng)c≤0.04％，p≤0.010％，s≤0.015％，殘余元素和溫度達(dá)到制備要求后出鋼。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的精煉中，lf精煉過(guò)程采取加al塊脫氧后，喂al線(xiàn)合金化al，然后加入錳鐵、鉻鐵、鎳鐵、銅塊進(jìn)行合金化；rh合金化后，進(jìn)行高真空處理，真空度≤3mbar，真空時(shí)間10min～15min，rh破真空后，按照ti成分要求，喂入ti-mg復(fù)合合金線(xiàn)增ti，形成ti(c,n)納米化合物析出，防止析出物聚集長(zhǎng)大；然后再喂入80m～150m純鈣線(xiàn)進(jìn)行鈣處理，全程底吹氬攪拌，軟吹氬氣時(shí)間≥10min，隨后進(jìn)行連鑄。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的連鑄中，全程采用保護(hù)澆注，過(guò)熱度控制在8℃～20℃，采用電磁攪拌300a～500a×2hz；采用凝固末端輕壓下技術(shù)改善鑄坯偏析和疏松，總壓下量為6mm～14mm，保護(hù)渣采用低反應(yīng)包晶保護(hù)渣，拉速控制在1m/min～1.4m/min，連鑄成150mm×260mm的矩形坯。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的加熱除磷中，將鑄坯加熱至1120℃～1180℃，均熱時(shí)間25min～40min，加熱總時(shí)間160min～240min，加熱后的鑄坯進(jìn)行高壓水除磷，除磷系統(tǒng)壓力≥22mpa，確保表面氧化鐵皮去除干凈。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的軋制中，粗軋開(kāi)軋溫度1020℃～1120℃，粗軋終軋溫度960℃～1060℃，采用大壓下技術(shù)將鑄坯軋制成30mm～50mm厚度的中間坯，然后再經(jīng)過(guò)5～9道次精軋，精軋開(kāi)軋溫度880℃～960℃，精軋終軋溫度820℃～900℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的超快冷中，將帶鋼溫度由820℃～900℃快速降低至460℃～580℃，冷卻速度30℃～60℃/s。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法，其特征在于：所述的卷曲、保溫、緩冷中，超快冷后進(jìn)行卷取，保溫后，將鋼卷在緩冷坑中緩慢冷卻，從而完成高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼，包括下述重量百分比的各組分：C：0.06％～0.12％，Si：0.15％～0.3％，Mn：1.2％～1.8％，P≤0.015％，S≤0.003％，Cr：1.5％～2.5％，Ni：0.3％～0.6％，Cu：0.3％～0.6％，Al：0.15％～0.45％，Ti：0.06％～0.12％，Nb：0.03％～0.06％，N：0.0045％～0.0085％；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)元素。同時(shí)，公開(kāi)了該高強(qiáng)耐腐蝕熱軋窄帶鋼的制備方法。本發(fā)明通過(guò)成分特異性設(shè)計(jì)和制備工藝控制，實(shí)現(xiàn)熱軋窄帶鋼具有高強(qiáng)度特性，又具有高耐大氣腐蝕能力。

技術(shù)研發(fā)人員：徐志祥,李權(quán)輝,陶鑣,李明,林鵬程,高江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京鋼鐵股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26