本發(fā)明涉及耐蝕鋼，尤其涉及一種耐海洋大氣腐蝕鋼及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、為了促進(jìn)環(huán)渤海區(qū)域經(jīng)濟(jì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展，需要建造跨海橋梁以緩解鐵路干線的運(yùn)輸壓力，而海洋大氣環(huán)境具有高濕、高氯離子和高輻照強(qiáng)度的特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅了該環(huán)境下橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)，因此，需要一種耐腐蝕性能優(yōu)異的耐候鋼以抵御海洋大氣環(huán)境的威脅。

2、目前，越來(lái)越多的學(xué)者專注于耐海洋大氣腐蝕用鋼的研發(fā)。例如日本開(kāi)發(fā)除了一種高ni體系海岸大氣環(huán)境用耐候鋼，但是為了提高鋼的耐蝕性能，在耐候鋼的配方中添加了大量的cu、si、mo等元素，而這些元素的過(guò)量加入惡化了耐候鋼焊接區(qū)的性能，降低了焊接熱影響區(qū)的低溫韌性，不利于焊接技術(shù)在鋼制造中的應(yīng)用，并造成了跨海橋梁等建筑設(shè)施的安全隱患。

3、為了同時(shí)提高耐候鋼的耐蝕性和焊接熱影響區(qū)低溫韌性，人們做了很多研究，例如cn104046898a中公開(kāi)了一種高性能耐海洋氣候鋼板及其制造方法，該鋼板具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，焊接熱影響區(qū)-40℃的charpy沖擊功≥100j，耐候鋼的屈服強(qiáng)度為386～423mpa，抗拉強(qiáng)度為511～556mpa，該耐候鋼強(qiáng)度為q355級(jí)別，不能滿足高載荷使用環(huán)境，且耐候鋼的焊接熱影響區(qū)低溫韌性較低，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐海洋大氣腐蝕鋼及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼強(qiáng)度高，用于焊接時(shí)得到的焊接熱影響區(qū)的低溫韌性好。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括c?0.03～0.08％、si0.05～0.19％、mn?0.91～1.25％、ni?1.2～1.5％、cu?0.15～0.55％、mo?0.21～0.40％、nb0.010～0.019％、v?0.02～0.04％、ti?0.01～0.03％、als?0.02～0.05％、n0.003～0.006％、p?0.001～0.015％、o≤0.004％、s≤0.005％，以及余量的fe；

4、所述耐海洋大氣腐蝕鋼中各元素的含量滿足以下條件：

5、碳當(dāng)量ceq≤0.17，耐候性η1.3～1.6，析出相的數(shù)量和尺寸α0.2～0.4，耐海岸大氣環(huán)境腐蝕指數(shù)i≥1.2；

6、所述ceq＝{25[c]+0.56*(1.5[mn]+[si]+1.25[ni]+1.7[cu]+5[mo]+5[nb]+5[v])}/25；

7、所述η＝3([ni]*[mo])+[ni]*[cu]；

8、所述α＝([v]/51+[ti]/48+[nb]/93)/([c]/12+[n]/14)；

9、所述i＝1/{(1.0-0.16[c])*(1.05-0.05[si])*(1.04-0.016[mn])*(1.0-0.5[p])*(1.0+1.9[s])*(1.0-0.1[cu])*(1.0-0.12[ni])*(1.0-0.3[mo])*(1.0-1.7[ti])}。

10、優(yōu)選的，所述的耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括c?0.03～0.05％、si0.10～0.19％、mn?0.91～1.20％、ni?1.20～1.35％、cu?0.15～0.40％、mo?0.21～0.30％、nb?0.010～0.016％、v?0.020～0.035％、ti?0.01～0.02％、als?0.020～0.040％、n0.003～0.005％、p?0.001～0.010％、o≤0.003％、s≤0.003％，以及余量的fe。

11、優(yōu)選的，所述的耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括c?0.035～0.045％、si0.15～0.18％、mn?0.98～1.10％、ni?1.22～1.30％、cu?0.20～0.35％、mo?0.25～0.28％、nb?0.013～0.015％、v?0.025～0.03％、ti?0.014～0.017％、als?0.025～0.030％、n0.0034～0.0040％、p?0.002～0.003％、o≤0.002％、s≤0.002％，以及余量的fe。

12、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的耐海洋大氣腐蝕鋼的制備方法，包括以下步驟：

13、(1)將原料進(jìn)行熔煉后澆鑄，得到鋼錠；

14、(2)將所述步驟(1)得到的鋼錠進(jìn)行熱軋，得到鋼板；

15、(3)將所述步驟(2)得到的鋼板進(jìn)行回火處理，得到耐海洋大氣腐蝕鋼。

16、優(yōu)選的，在所述步驟(2)的熱軋前對(duì)鋼坯依次進(jìn)行加熱和保溫，所述保溫的溫度為1150～1200℃，所述保溫的時(shí)間為2～3h。

17、優(yōu)選的，所述步驟(2)中熱軋包括依次進(jìn)行的粗軋和精軋。

18、優(yōu)選的，所述粗軋的開(kāi)軋溫度為1100～1120℃，終軋溫度為1000～1080℃；所述粗軋的累積下壓率為35％以上。

19、優(yōu)選的，所述精軋的開(kāi)軋溫度為870～930℃，終軋溫度為830～850℃；所述精軋的累積下壓率為30％以上。

20、優(yōu)選的，所述步驟(3)中回火處理的溫度為400～550℃，回火處理的時(shí)間為(h+40)min；所述h為所述步驟(2)得到的鋼板的厚度，所述h的單位為mm。

21、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述耐海洋大氣腐蝕鋼或按照上述技術(shù)方案所述的制備方法制備的耐海洋大氣腐蝕鋼在海洋大氣環(huán)境中的應(yīng)用。

22、本發(fā)明提供了一種耐海洋大氣腐蝕鋼，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括c?0.03～0.08％、si0.05～0.19％、mn?0.91～1.25％、ni?1.2～1.5％、cu?0.15～0.55％、mo?0.21～0.40％、nb0.010～0.019％、v?0.020～0.040％、ti?0.010～0.030％、als?0.020～0.050％、n0.0030～0.0060％、p?0.001～0.015％、o≤0.0040％、s≤0.005％，以及余量的fe；所述耐海洋大氣腐蝕鋼中各元素的含量滿足以下條件：碳當(dāng)量ceq≤0.17，耐候性η1.3～1.6，析出相的數(shù)量和尺寸α0.2～0.4，耐海岸大氣環(huán)境腐蝕指數(shù)i≥1.2。本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼通過(guò)控制c、si的含量，降低焊接裂紋敏感性，減少焊接熱影響區(qū)的m-a組元脆性相，提高焊接熱影響區(qū)的低溫韌性；通過(guò)ni與cu和mo之間的復(fù)合作用，改善了cu元素導(dǎo)致的焊接熱裂紋傾向和mo元素過(guò)多導(dǎo)致的焊接熱影響區(qū)低溫韌性差的缺點(diǎn)；適量的ti元素可以與n形成具有高溫穩(wěn)定性的tin粒子，釘扎焊接熱影響區(qū)的原奧氏體晶界，控制原奧晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒，提高焊接熱影響區(qū)的低溫韌性；適量v元素可以與c、n結(jié)合，固定自由的[n]，形成彌散分布的v(c,n)粒子，可作為異質(zhì)形核質(zhì)點(diǎn)，在焊接熱影響區(qū)促進(jìn)塊/針狀鐵素體在晶內(nèi)和晶界的形核，細(xì)化組織并抑制粗大粒狀貝氏體，提高鋼材料焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。實(shí)施例的結(jié)果顯示，本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼在熱輸入量15-35kj/cm焊接條件下，典型焊接熱輸入下焊接熱影響區(qū)-40℃的charpy沖擊≥150j，具有良好的低溫韌性。此外，本發(fā)明提供的耐海洋大氣腐蝕鋼的耐腐蝕性能優(yōu)異，鋼材料的腐蝕失重量在360h時(shí)為118mg/cm2，腐蝕失重速率為0.33mg/cm2*h，比普通的c-mn鋼材料的耐腐蝕性能高3～4倍，屈服強(qiáng)度為486～515mpa，抗拉強(qiáng)度為590～624mpa，延伸率為23～25％，屈強(qiáng)比為0.81～0.83，-40℃夏比v型缺口沖擊功≥280j，沖擊斷口纖維斷面率≥85％。