【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑结构用钢，尤其涉及一种耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧钢板及其制造方法。
技术介绍
1、传统的海洋结构与装备材料以低强度钢为主，但是随着海洋资源的开发逐渐从浅水走向深水，对结构与装备强度、韧性和防腐等要求越来越高，亟需新材料的应用。海洋是一个十分苛刻而复杂的腐蚀环境。海水是一种强电解质溶液，含有高浓度的氯离子。作为海工设施主体结构的钢铁设施极易与周围介质发生电化学反应而受到严重腐蚀，大大降低了这些设施的使用寿命。特别是在浪花飞溅区这一最苛刻的海洋环境腐蚀区域，各种设施受到干湿交替，海水飞沫、阳光、大气中的腐蚀性成分和氧气等一系列外部因素的作用，材料的腐蚀尤为严重。
2、调查显示，我国海港码头、海洋采油平台等设施钢桩在这一区域腐蚀严重，一般为海水全浸区的3～10倍。一旦在这个区域发生严重的局部腐蚀破坏，会使整个设施的承载能力大大降低，使用寿命缩短，影响生产安全，甚至导致设施提前报废。
3、在海浪飞溅区，由于处在干、湿交替区，氧气供应充分，所产生的腐蚀产物没有保护作用；由于海水的飞溅，其飞沫可以直接打到金属表面，使其腐蚀严重。腐蚀试验和调查结果表明，在一般情况下，对于普通碳钢、低合金钢等在海洋大气中的平均腐蚀速度约为0.03～0.08毫米/年，而在浪花飞溅区为0.3～0.5毫米/年。在浪花飞溅区这个部位很容易发生严重的腐蚀破坏，使整个钢结构物承载力大大降低而影响安全生产，缩短使用寿命，提前报废。
4、根据上述工况条件，选定工业纯钛作为耐蚀层，钛具有很高的化学活性，在空气中极易与氧
5、对于海洋建筑结构用钢而言，除了要满足耐腐蚀的要求外，还要具备良好的力学性能，其中屈强比以及低温冲击韧性越来越成为建筑用钢重点关注的指标。屈强比是钢材的屈服强度与抗拉强度的比值，其大小反映了钢材塑性变形时不产生应变集中的能力。屈服比越低，钢材的塑性变形越能均匀地分布到较广的范围。低屈强比钢材制成的钢结构体系在地震力作用下，其塑性变形可以均匀地分布到较广的范围；而高屈强比的材料，则可能会发生应变集中，降低钢材整体塑性变形的能力，从而导致结构的脆性破坏，造成结构室温并发生突然垮塌。钢材在低温环境下会发生脆性转变，钢材的断裂形式会从韧性断裂转变为脆性断裂，其工程意义在于钢材在高于该温度下服役，构件不会发生脆性断裂，所以结构用钢通常需要根据材料服役环境对钢材的低温冲击性能做相应的要求，不同纬度的海洋温度差异较大，以中国渤海湾附近为例，冬季海边气温可达-20℃以下，这就需要建筑材料满足-40℃的冲击性能以保证不发生脆性断裂。材料在提高塑韧性的同时如果抗拉强度的提升幅度较小，屈强比将会大幅上升，低屈强比的控制就变得困难。
6、日本专利jp2011167002公开了一种具有优异耐腐蚀性的钢材海洋结构，其能够降低涂漆费用。其解决方法是在飞来海盐颗粒量超过规定边界值的高度方向区域中，由具有规定涂膜厚度的涂装钢材构成，在飞来海盐颗粒量低于规定边界值的高度方向区域中，由未涂装钢材构成。另外，边界值为0.1mdd以下。作为无涂装使用的钢材，质量为％，含有c：0.08％以下，si：0.75％以下，mn：2.0％以下，p：0.030％以下，s：0.030％以下，al：0.01～0.05％，n：0.010％以下，并且含有w：0.50～1.0％，nb：0.010～0.200％，cr：0.01～0.10％以下的钢材，另外，cu：作为海洋结构物，优选海上结构物，尤其是海上风力发电塔。由此，涂装面积急剧减少，减少了涂装作业，缩短了再涂装时间，降低了涂装费用。该专利虽然提供了一种海洋钢结构，但是通过其涂漆来起到耐蚀的作用。
7、中国专利cn201210260231.7公开了一种钛-钢-钛双面复合板的制备方法，通过将四块钛板与三块钢板按照一定顺序叠放于以最外层两块钢板焊接而成的封闭框体内，钛板与钛板之间加入由1重量份的活性α-al2o3和1.5重量份的4％聚乙烯醇水溶液混合而成的隔离剂并利用镍基合金作为钛板和钢板之间的过渡层，加热至500℃～630℃并抽真空，保温1～2h，真空度达到20～200pa，其特点是组坯后先进行焊接，再抽真空，焊接时只需普通的电弧焊及埋弧焊就可满足条件，相比在真空条件下焊接，焊接条件要求低，成本低，且不用另外组建真空室；随后将组合坯料在常规加热炉并轧制复合，轧制温度700℃～900℃，通过最外层的钢板封焊以及抽真空，可将煤气中的c阻隔开，同时加入了镍基合金隔离层阻止界面tic的生成，得到剪切强度230～260mpa同时界面结合率99.6％～100％的钛钢复合板。
8、中国专利cn201710769999.x公开了一种钛钢复合板的制备方法，选择钛钢组合坯相互接触的表面，在接触的钛材表面上涂上耐高温防渗碳渗氮隔离涂层，放在室温下进行干燥处理；干燥处理完成后将钛坯两两对正叠置，中间放入钢坯，完成组坯得到复合坯，其中所用钛板厚度大于2mm，钢板厚度大于5mm，随后对复合坯四周进行封焊并留出一定尺寸的未焊合去，对坯料进行抽真空达到10-2～10-3pa后再进行焊合；将板坯加热至500～700℃并进行轧制，首道次压下率超过25％，末道次压下率不超过15％，总压下率为60～70％，轧制速度为0.1～1.0mm/s。该专利通过采用的涂层具有高温防渗保护作用，在高温下免受其他杂质元素的扩散和氧化，阻隔c、n等元素的扩散，其实施例采用q235与ta1结合，所生产的钢板剪切强度达到了176mpa、181mpa、182mpa。
9、以上两专利主要通过在钛和碳钢之间增加附加的镍基合金隔离层的方式避免脆性的ti的化合物的生成。
10、中国专利cn201811327623.4公开了一种钛-钢-钛复合板材及其制备方法，通过将同尺寸两张钛板中间固定一张碳钢，通过不可逆大轧制力温轧机进行温态复合轧制使三层带材复合成为一体，轧制完成后对轧制复合板进行热处理操作，包括500～600℃保温20～60分钟的初次退火以及680～700℃的再结晶退火保温30～120分钟，最后通过矫直平整剪切整形等得到产品，该专利主要描述了一种非热轧复合的复合钛钢板的制备方法，由于采用不可逆轧机轧制，只能进行单道次的轧制生产，同时还需进行热处理，实施例主要涉及的是钢带生产方法，对于复合后的性能也未提及。
11、中国专利cn201510543767.3公开了一种钛钢复合板的制备方法，利用该方法所得钛钢复合板的结合强度高，该专利通过将两张普碳钢板或钢坯中间固定一张钛板，在真空环境下焊接坯料四周，将组合坯料加热至850～900℃，加热120～360min，控制开轧温度800℃以上，终轧温度700℃以下，并且控制单道次压下率均在20～30％，轧制总压下率≥90％，进行大压下率轧制以破碎界面生成的脆性相化合物，降低其对结合面的影响，轧制得到结合强度大于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.500MPa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧钢板，包括基层、耐蚀层及基层和耐蚀层之间的界面过渡层；
2.如权利要求1所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层化学成分还满足下列关系式：
3.如权利要求1或2所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层成分中余量为Fe及其它不可避免的杂质。
4.如权利要求1或2或3所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层的微观组织为粒状贝氏体+板条贝氏体，有效晶粒尺寸≤10um。
5.如权利要求1或2或3或4所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层的屈服强度≥500MPa，抗拉强度≥640MPa，屈强比为0.75～0.85，-40℃冲击功≥190J。
6.如权利要求1所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述耐蚀层的微观组织为单一的、等轴状的α-Ti。
7.如权利要求1或6所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述耐蚀层的耐海浪飞溅腐蚀速率≤0.006mm/年。
8.如权利要求1所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述界面过渡层实现100％
9.如权利要求1所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述建筑结构用热轧钢板的厚度为5～80mm。
10.如权利要求1～9中任何一项所述的500MPa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧钢板的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征是，步骤1)耐蚀层厚度为复合坯厚度的0.5～20％。
12.如权利要求10所述的制造方法，其特征是，步骤4)轧制时采用的道次压下率为10～20％。
...【技术特征摘要】
1.500mpa级耐海浪飞溅区腐蚀的建筑结构用热轧钢板，包括基层、耐蚀层及基层和耐蚀层之间的界面过渡层；
2.如权利要求1所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层化学成分还满足下列关系式：
3.如权利要求1或2所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层成分中余量为fe及其它不可避免的杂质。
4.如权利要求1或2或3所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层的微观组织为粒状贝氏体+板条贝氏体，有效晶粒尺寸≤10um。
5.如权利要求1或2或3或4所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述基层的屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥640mpa，屈强比为0.75～0.85，-40℃冲击功≥190j。
6.如权利要求1所述的建筑结构用热轧钢板，其特征在于，所述耐蚀层的微观组织为单一的、等轴状的α-ti。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邢钊，焦四海，闫博，郝英敏，梁晓军，孔伟，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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