一种耐海水腐蚀的海工钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐海水腐蚀的海工钢及其制备方法，其由按质量百分含量计的如下化学成分组成：

【技术实现步骤摘要】
一种耐海水腐蚀的海工钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，具体涉及一种耐海水腐蚀的海工钢及其制备方法
。

技术介绍

[0002]海洋总面积大概为地球总面积的
70
％，海洋中资源种类繁多，如何合理高效的开发利用海洋资源，成为了当今的热门话题
。
研究开发耐海水腐蚀钢是使之可持续发展的重要基础
。
海洋中含盐量占
3.5
％左右，而
Cl
‑
具有很强的腐蚀性
。
腐蚀不仅造成钢铁材料的浪费，重要的是对海洋结构与装备造成不可预估的损失
。
因此，如何提高钢铁材料的耐腐蚀性能已经成为海洋工程用钢的关键技术之一
。
[0003]耐海水腐蚀钢是为应用于潮流发电
、
海水发电
、
海水温差
、
海上风力
、
海洋波浪等发电设备及海滨跨海桥梁
、
与海洋开发相关的海底容器
、
用于资源开发的各种大型海洋构件以及造船用钢
、
极地破冰等领域而开发的一类低合金高强度钢
。
[0004]国外对耐海水腐蚀钢的研究始于
20
世纪
30
年代
。
自
1930
年以来，以美国和日本国家为代表开始研究开发新型耐海水腐蚀的应用型钢材
。
到
1946
年，针对海洋飞溅区的应用钢材，美国研发了新型钢板桩用钢，并且深入研究了
Ni
‑
Cu
‑
P
系列低合金高强度钢，直至
1951
年，取得了突破性的进展，研发出新型高耐海水腐蚀性钢
Mariner
钢
。
美国最早开始了耐海水腐蚀用钢的研究，于
1951
年诞生了
Ni
‑
Cu
‑
P
系
Mariner
钢，钢中含
0.5
％
Ni、0.5
％
Cu、0.1
％
P
，在飞溅带的耐海水腐蚀性能好，为普通碳素钢的2‑3倍
。
但此类钢中
P
含量偏高
(0.08
‑
0.15
％
)
，厚度大于
20mm
的钢板不适宜焊接，不能用于焊接海洋结构钢
。
[0005]在此基础上，世界各国根据自己情况，相继开发了各种系列的耐海水腐蚀用钢
。
如日本针对“Mariner”钢
P
含量高
、
焊接性能差而研制了
P
含量
≤0.03
％的
Mariloy(Cu
‑
Cr
‑
P、Cu
‑
Cr
‑
A1
‑
P、Cu
‑
Cr
‑
Mo)
系列耐海水腐蚀钢低合金高强度钢
。Mariloy
系列钢之所以具有这样好的耐蚀性，主要原因有：
①
铬
、
硅共存，促使在腐蚀过程中形成稳定的铬硅钝化膜，还能阻止在污染海水中细菌的生长，从而减缓了钢的腐蚀；
②
由于硅
、
铬
、
铜在锈层中富集，并直接作用于金属表面，使紧贴基体锈蚀产物变得细小致密，阻碍了海水中溶解氧向钢表面扩散，减缓了钢的腐蚀速度
。
日本对于如何提高耐海水腐蚀钢焊接性的同时节约成本做出了研究，发现将合金元素
Ni
替换成
Cr
，可以大大降低成产成本；在钢中添加其他合金元素，比如铝
、
钴
、
铌
、
钛等有利于提高耐腐蚀性能
。
目前国外生产的低合金耐海水腐蚀用钢按成分系列可分为
Ni
‑
Cu
‑
P
系
、Cr
‑
Nb
系
、Cr
‑
Cu
系
、Cr
‑
Al
系
、Cr
‑
Cu
‑
Si
系
、Cr
‑
Cu
‑
Al
系
、Cr
‑
Cu
‑
Mo
系
、Cr
‑
Cu
‑
P
系及
Cr
‑
Al
‑
Mo
系等
。
[0006]我国研制的耐海水腐蚀钢试验钢号近
200
种，其中
10Cr2MoAlRE、08PVRE、09MnCuPTi、10MnPNbRE、10NiCuAs、10CrMoAl
等已通过鉴定
。
除了上述低合金高强度钢以外，耐海水腐蚀不锈钢还有以下几种：
(1)
奥氏体型不锈钢，具有较好的耐腐蚀性能，但其屈服强度不足，平均屈服强度
≤300MPa
，特殊情况下屈服强度为
450MPa
‑
700MPa
；
(2)
铁素体型不锈钢，其屈服强度＜
300MPa
；
(3)
双相不锈钢，区别于前两种，双相不锈钢具有较高的屈服强
度，可达到
700MPa
；
(4)
沉淀硬化型不锈钢，其优点是具有很高的强度，但是缺点很明显，就是其耐海水腐蚀性能不足
。
鉴于此，本专利技术提供一种耐海水腐蚀的海工钢及其制备方法
。

技术实现思路

[0007]针对现有的耐海水腐蚀低合金高强度钢和不锈钢合金的耐海水腐蚀性能不足，尤其是在耐局部腐蚀性能方面性能不足，成本高昂的问题；本专利技术提供一种耐海水腐蚀的海工钢及其制备方法
。
[0008]本专利技术解决上述技术问题，第一个目的是提供一种耐海水腐蚀的海工钢，其由按质量百分含量计的如下化学成分组成：
C
：
0.011
‑
0.069
％，
Si
：
0.11
‑
0.29
％，
Cr
：
1.51
‑
1.99
％，
Nb
：
0.02
‑
0.05
％，
Zr
：
0.01
‑
0.02
％，
RE
：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耐海水腐蚀的海工钢，其特征在于，其由按质量百分含量计的如下化学成分组成：
C
：
0.011
‑
0.069
％，
Si
：
0.11
‑
0.29
％，
Cr
：
1.51
‑
1.99
％，
Nb
：
0.02
‑
0.05
％，
Zr
：
0.01
‑
0.02
％，
RE
：
0.0034
‑
0.02
％，其余为
Fe
及不可避免的杂质；
Zr
元素和
RE
元素的质量百分含量还同时满足公式：
0.01
％
&lt;Zr+RE&lt;0.02
％和
Zr/RE
＝1‑
3。2.
根据权利要求1所述一种耐海水腐蚀的海工钢，其特征在于，其由按质量百分含量计的如下化学成分组成：
C
：
0.029
‑
0.068
％，
Si
：
0.15
‑
0.28
％，
Cr
：
1.55
‑
1.78
％，
Nb
：
0.025
‑
0.049
％，
Zr
：
0.01
‑
0.0117
％，
RE
：
0.0039
‑
0.0099
％，其余为
Fe
及不可避免的杂质
。3.
根据权利要求1所述一种耐海水腐蚀的海工钢，其特征在于，其由按质量百分含量计的如下化学成分组成：
C
：
0.04
％，
Si
：
0.20
％，
Cr
：
1.75
％，
Nb
：
0.035
％，
Zr
：
0.012
％，
RE
：
0.006
％，其余为
Fe
及不可避免的杂质
。4.
根据权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴开明，王智慧，向绍观，
申请(专利权)人：武科鑫材武汉科技有限公司武科复材海口科技有限公司中能华源智能装备研究设计院青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：