一种耐海水腐蚀钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种耐海水腐蚀钢板及其生产方法，以重量百分比计的化学成分为：C?0.02～0.06％、Si?0.40～0.50％、Mn?1.00～1.30％、Mo?0.20～0.30％、Cu0.20～0.30％、Nb?0.02～0.04％、Al≤0.03％、P?0.02～0.04％、S≤0.008％，余量为Fe及不可避免的杂质，该钢板的组织为多边形铁素体(尺寸≤20μm；体积百分比≥85％)和珠光体。本发明专利技术生产工艺简单，耐海水腐蚀钢热轧态交货，成本低、性能稳定，可广泛应用于沿海、海洋工程结构等对耐腐蚀性能和低温冲击韧性有较高要求的领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低合金耐腐蚀钢中厚板制造领域，特别涉及ー种耐海水腐钢板及其生产方法。
技术介绍
随着陆地传统能源储备的不断減少，全球目光逐渐转移到海洋油气资源、临海风电资源的有效利用上。由于海洋大气、海水等介质强烈的腐蚀能力，因此不宜采用传统低合金钢用于海洋平台、海上风电场等大型结构的建造；但是采用传统的不锈钢则会带来高昂的成本。采用低合金成分的耐腐蚀钢，可在不大幅提高成本的前提下，显著提高耐腐蚀性能，因而低合金耐腐蚀钢在海洋工程中得到了广泛应用。在目前已公开的耐海水腐蚀低合金钢相关文献技术中，日本专利JP56009356，JP07316722，JP11001745和JP08073986等提到的耐海水腐蚀钢种中均含有贵重合金元素Ni，生产成本较高，给市场推广应用带来困难。国内文献资料中，CN100460550C，CN101880835A,CN101265555B采用Ni+Cu+Mo或Ni+Cu+Cr合金设计，但同样由于Ni的添加増加了成本，阻碍了上述钢种的市场推广。目前也有ー些不添加Ni的相关专利，通过加入一定量的Cr和Mo来取代Ni，从而形成Cr+Mo+Al 或者 Cr+Mo+Cu两个合金体系。CN101041883A和 CN101319293B采用 Cr+Mo+Al体系，由于省去了 Ni，因而降低了成本；但0. 40 O. 60%含量Al的添加则带来了两个问题1)降低了钢板的強度；2)降低了钢板低温冲击韧性(只能满足0°C冲击功要求)，从而使得钢板的综合机械性能下降；3)钢水冶炼难度加大，容易造成钢坯内部质量不合格。CN100447279C采用Cr+Mo+Cu体系，可得到满足_40°C冲击功要求的板卷钢，该钢抗飞溅区和全浸区腐蚀性能优良；但由于该钢种为厚度6 20mm的热轧卷，满足不了厚度规格为16 40mm的中厚板材的市场需求。鉴于Cr对耐海水腐蚀钢性能的影响复杂多变，导致耐海水腐蚀钢性能不稳定，而含Ni耐蚀钢又极大提高了生产成本，本专利技术提出一种不含Ni、Cr的耐海水腐蚀钢板。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出ー种成本较低(不含Ni)、耐海水腐蚀性能稳定(不含Cr)、且低温韧性优异的中厚钢板，解决了高成本、耐海水腐蚀性能波动、低温冲击韧性，以及厚度规格偏小等因素之间的矛盾。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案钢板以重量百分比计的化学成分为C 0.02 0.06%、Si 0. 40 0. 50 %、Mnl. 00 I. 30%、Mo 0. 20 0. 30%、Cu 0. 20 0. 30%、Nb 0. 02 0. 04%、A1 彡 0. 03%、PO. 02 0. 04%, S ( 0. 008%，余量为Fe及不可避免的杂质。以下对本专利技术中所含组分的作用及用量选择作具体说明C :虽然能够提高钢板强度，但对钢板的耐腐蚀性能和低温冲击韧性不利；当其含量低于0. 02%将会大幅度降低钢板的强度，因此C含量选择在0. 02 0. 06%。Si :一方面可以通过固溶強化作用提高钢板的強度，但同时会损害其低温韧性及焊接性能，因此不宜> 0. 50% ;另一方面，较高的Si含量可有效提高耐海洋大气腐蚀性能以及飞溅区的耐腐蚀性能。因此Si的含量控制在0. 40 0. 50%。Mn :当C含量较低时，较高的Mn含量(> 0. 5% )可有效提高钢的淬透性，并通过组织细化以及促进贝氏体转变从而提高钢板的強度；但Mn含量过高(> I. 5% )对钢的焊接性能不利，并可能恶化中心偏析。另ー方面，较高含量的Mn对抗海水腐蚀性能也有利，因此Mn含量选择在I. 00 1.30%。Mo :可显著提高海水飞溅区的抗腐蚀性能，也能提高抗海洋大气和海水全浸的腐蚀性能。但Mo成本高，目标成分控制在0. 25%左右，范围控制在0. 20 0. 30%。Cu :可显著提高抗海洋大气腐蚀和抗海水飞溅区腐蚀的性能，Cu和Mo复合添加吋，效果更好；在不添加Ni的情况下，Cu含量过高则会影响铸坯的表面质量从而影响成材 率。因此其含量控制在0.20 0.30%。Nb :是控轧控冷钢中的重要元素，在C含量较低的情况下，Nb和Mn的复合添加可有效抑制轧制过程中的奥氏体的回复、再结晶等过程，一方面可提高奥氏体再结晶温度，从而提高轧制温度，减轻轧制机组负荷；另一方面可有效细化钢板的相转变组织，从而能够同时提高強度和低温冲击韧性。含量<0. 02%，其效果不明显；当含量>0. 04%时，会恶化钢板的焊接性能。因此其含量控制在0. 02 0. 04%。Al :其主要作用是固氮和脱氧，含量过高会损害钢的韧性。P :是提高耐腐蚀性能最廉价的元素，其含量> 0. 02%可显著提高耐腐蚀性能；但另ー方面作为杂质元素，会给母材的低温韧性和焊接热影响区韧性带来不利的影响，所以其含量应尽可能地少；其含量控制在0. 02 0. 04%。S :是形成MnS从而使延性降低的元素。为保证厚板的Z向性能，其含量控制在く 0. 008%。本专利技术的另一目的是提供了ー种耐海水腐蚀钢板的生产方法，基本エ艺流程如下根据上述化学成分重量百分比冶炼、浇铸成板坯；将板坯再加热到1150 1200°C保温处理2 2. 5小吋，出炉进行两阶段控制轧制，其中第一阶段粗轧温度在> 980°C，厚度压下率> 0. 5，第二阶段精轧的开轧温度控制在< 880°C，厚度压下率> 0. 6 ;轧后板坯进入水箱以10 30°C /s的速度冷却至450-550°C;出水后板坯在辊道上空冷至室温，即可制得目标产品，该钢板的组织为多边形铁素体(尺寸< 20 ym;体积百分比彡85% )和珠光体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少在于(I)钢板成本低，不含贵重合金元素Ni ；(2)耐海水腐蚀性能优异、稳定，优于市场含Cr耐海水腐蚀钢；(3)低温韧性优良，本专利技术钢-60°C冲击功> 190J ； (4)生产エ艺简单，采用控制轧制与控制冷却エ艺，保证了钢种具有良好的力学性能、耐海水腐蚀性能及优良的低温韧性。附图说明图I为本专利技术钢实施例I的显微组织照片。具体实施方案下面结合实施例进ー步说明本专利技术实施例I :按照本专利技术钢的化学成分要求，获得钢的化学成分(wt%)如下C 0. 045%, Si 0. 41%, Mn I. 21%, Mo 0. 25%, Cu 0. 25%, Nb 0. 03%, Al 0. 025%, P0. 03%, S 0.004%，余量为Fe和不可避免的夹杂；将钢水浇铸成板坯，将板坯加 热到1200°C并保温2小时，然后出炉在1100°C进行粗轧，压下率0.6 ;粗轧结束后60mm厚轧板在辊道上待温；精轧开始温度870°C，终轧温度在855°C，轧成16mm钢板；轧后以12°C /s的速度冷却至550°C，然后空冷至室温，制的目标钢板。钢板屈服强度424MPa，抗拉强度543MPa，延伸率28. 4%，屈强比0. 78 ;-60°C夏比冲击功19IJ ;耐海水腐蚀性能见表I。实施例2:按照本专利技术钢的化学成分要求，获得钢的化学成分(wt%)如下C 0. 034%, Si 0. 48%, Mn I. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种耐海水腐蚀钢板，其特征在于，该钢板以重量百分比计的化学成分为C0.02 0. 06%、Si 0. 40 0. 50%、Mn I. 00 I. 30%、Mo 0. 20 0. 30%、Cu 0. 20 0.30%,Nb 0. 02 0. 04%,Al く 0. 03%,P 0. 02 0. 04%,S ^ 0. 008%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。2.根据权利要求I所述的耐海水腐蚀钢板，其特征在于，该钢板组织为多边形铁素体和珠光体。3.根据权利要求I所述的耐海水腐蚀钢板，其特征在于，所述钢板屈服強度>345MPa，抗拉强...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭慧英，张宇，许红梅，何玉春，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：