稀土元素(REM)通過控制夾雜物形態可以提高鋼的延展性和韌性。本發明中選用稀土 元素La和/或Ce作為添加元素,其含量為0. 0005~0. 3 %。
[0032]V、Nb、Ti是主要的微合金元素,可以根據需要的強度選擇含有。其中V、Nb是提高 船體鋼強度的有效元素,該效果通過V含量在0. 01%以上、Nb含量在0. 003%以上而得到, 但如果V含量超過0. 1%、Nb含量超過0. 3%,則鋼的韌性就會惡化;Ti除了提高鋼的強度 外,還有利于改善鋼的焊接性,優選選擇其范圍是0.005~0. 2%。
[0033]B同樣是為了提高鋼的強度而添加的元素。另外,B還能顯著提高鋼板的淬透性。 為了獲得上述的效果,B的含量要求在0. 0001%以上,但B含量高于0. 05%時,過剩的B會 使鋼的韌性惡化。因此B的成分范圍是0.0001%~0.05%。
[0034] 本發明所述耐高溫酸性氯離子腐蝕鋼板的制造方法,包括以下步驟:
[0035] 1)冶煉:采用含S彡0· 003wt%超低硫、含P彡0·Olwt%低磷的煉鋼原料,按照冶 煉的目標成分進行合金配料,并從轉爐加料口加入鐵水中,冶煉時同時采用轉爐底部吹氮 模式對鋼包進行吹氮,吹氮過程總時間為10~20min;出鋼時用Si-Al-Fe和Si-Ca脫氧劑 組合脫氧,所述組合脫氧中,Si-Al-Fe加入量為0. 5~0. 8kg·t\Si-Ca加入量為0. 3~ 0. 5kg·tS
[0036] 2)連鑄:過熱度10°C~25°C開始澆鑄,拉坯速度控制0. 8~1.Om/min內;
[0037] 3)板坯加熱:在加熱爐內充氮加熱至1000°C~1200°C,后保溫40~60min;
[0038] 4)控乳控冷:包括粗乳、精乳和水冷,其中粗乳開乳溫度1000°C~1150°C,粗乳終 乳溫度多980°C,壓下量大于50%;精乳開乳溫度< 960°C,終乳溫度700~850°C,精乳壓下 量不低于40%;終乳后鋼板進行水冷,冷卻速度為5~15°(:/8,終冷溫度為300°(:~600°(:。
[0039] 對本發明鋼板的制造方法工藝參數進行說明:
[0040] 1)冶煉:為提高鋼的純凈度,采用超低硫(S彡0. 003% )、低磷(P彡0. 01% )的 煉鋼原料;為了促進鋼水成分均勻化和脫氧產物上浮,提高鋼中夾雜物的排出速度,采用轉 爐底部吹氮模式對鋼包進行吹氮,同時由于鋼中存在一定量的氮(20~50ppm)具有細化晶 粒的作用,為了使獲得的鋼板具有細化的晶粒,吹氮時間應在l〇min以上,而當吹氮時間超 過20min時會使鋼中的氮含量明顯增加,從而使鋼的性能惡化,因此,本發明鋼種的吹氮過 程時間為10~20min;
[0041] 本發明耐腐蝕鋼對鋼水的純凈度要求較高,為此采用組合脫氧的方式,組合脫氧 劑Si-Al-Fe和Si-Ca具有很強的脫氧、脫硫效果,可使鋼水中的氧化物變為低熔點易于 上浮的脫氧產物,凈化鋼液,很好地改善鋼水流動性能,另外,使用組合脫氧提高合金加收 率,可減少合金消耗量,降低噸鋼原材料成本,并提高產品質量,其經濟效益和社會效益顯 著,因此,本發明鋼種在出鋼時用Si-Al-Fe和Si-Ca脫氧劑組合脫氧,所述組合脫氧中, Si-Al-Fe加入量為 0· 5 ~0· 8kg·t\Si-Ca加入量為 0· 3 ~0· 5kg·t^
[0042] 2)連鑄:過熱度和拉坯速度是影響連鑄坯質量的兩個重要參數。針對本發明鋼 材,過熱度低于l〇°C時,鋼水容易被夾雜物污染,同時容易使得水口發生堵塞,過熱度高于 25°C時,則使鑄坯的中心偏析加重,甚至誘發拉漏事故,因此,過熱度應控制在10°C~25°C 以內;為了提高連鑄效率,需要提高拉坯速度,但拉速過高會造成結晶器出口處坯殼厚度 不足,不足以承受拉坯力和鋼水的靜壓力,造成鑄坯鼓肚和裂紋等缺陷,嚴重時會產生漏鋼 事故,因此,為了獲得良好的鑄坯結構和保證正常操作,本發明鋼板的最佳拉坯速度控制在 0· 8 ~1.Om/min內;
[0043] 3)板坯加熱:鋼板表面的宏觀缺陷和微觀缺陷是引起局部腐蝕的重要因素,為了 提高鋼板的表面質量,盡量降低鋼板表面氧化層的厚度,板坯加熱時在加熱爐內充入氮氣; 鋼板加熱為了進行單奧氏體化,減少鋼板表面的氧化皮,為了使板坯充分奧氏體化,板坯應 在1000°C以上保溫40min以上,但當溫度過高或高溫保溫時間過長時,鋼坯奧氏體晶粒會 發生顯著粗化進而影響鋼板的力學性能,因此,板坯最佳加熱溫度為1000°C~1200°C,板 還在爐內保溫時間為40~60min;
[0044] 本發明有益效果如下:
[0045] 本發明耐高溫酸性氯離子腐蝕鋼板,能夠抑制腐蝕介質中pH值的降低,并在表面 形成致密的保護膜或在坑底部形成難溶性的鹽,從而抑制在高溫酸性氯離子腐蝕介質中局 部腐蝕的發生和向鋼板厚度方向擴展,有效地提高了鋼板的點蝕性能,與現有技術相比有 以下優點:
[0046] 1)本發明耐高溫酸性氯離子腐蝕鋼板在使用過程中隨腐蝕介質溫度的變化,其耐 腐蝕性能變動較小,尤其是在高溫酸性氯離子介質中依然能夠保持較好的耐腐蝕性能,從 而能夠提高鋼板的使用壽命,降低漏油事故的發生幾率;
[0047] 2)本發明耐高溫酸性氯離子腐蝕鋼板滿足耐蝕性、加工性和焊接性的最佳匹配;
[0048] 3)本發明耐高溫酸性氯離子腐蝕鋼板可以不涂料裸露使用,減少使用過程中的維 修次數,減少成本。
【附圖說明】
[0049] 附圖僅用于示出具體實施例的目的,而并不認為是對本發明的限制,在整個附圖 中,相同的參考符號表不相同的部件。
[0050] 圖1為本發明實施例1的腐蝕試驗示意圖;
[0051] 圖2為本發明實施例3的腐蝕試驗示意圖,
[0052] 1為氣體進入導管,
[0053] 2為氣體排出導管,
[0054] 3為試樣試驗面,
[0055]4為試樣非試驗面(用環氧樹脂保護),
[0056] 5為腐蝕溶液,
[0057] 6恒溫水浴鍋;
[0058]圖3為實施例3試驗結果(點蝕坑直徑和深度統計),
[0059] 1〇為比較例點蝕數據,
[0060] 2Λ為發明例點蝕數據。
【具體實施方式】
[0061] 下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例,其中,附圖構成本申請一部分,并 與本發明的實施例一起用于闡釋本發明的原理。
[0062] 實施例中的比較例和發明例鋼種均由工業生產而成。
[0063] 比較例的生產工藝及參數:
[0064]1)冶煉:采用超低硫、低磷的煉鋼原料,用Si-Al-Fe脫氧劑脫氧,加入量為 1. 3kg·tS
[0065] 2)連鑄:連鑄過熱度為25°C,拉坯速度為1.Om/min;
[0066]3)板坯加熱:將鋼坯加熱至1200°C并保溫2小時;
[0067] 4)控乳控冷:在1100°C開始乳制,粗乳結束溫度為949°C,粗乳累計變形量47%, 910°C時開始進行精乳,終乳溫度控制為833°C,終乳結束后以11°C/s的冷卻速度噴水冷卻 至550 °C,隨后空冷。
[0068] 發明例的生產工藝及參數:
[0069]1)冶煉:采用120t轉爐進行冶煉,按照冶煉的目標成分進行合金配料,選料時選 用超低硫、低磷的煉鋼原料,將配料從轉爐加料口加入轉爐鐵水中;冶煉時同時對鋼包進行 吹氮,吹氮采用轉爐底部吹氮模式,吹氮總時間16min;出鋼時用Si-Al-Fe和Si-Ca脫氧劑 組合脫氧,加入量分別為〇·62kg·t1和0· 44kg·t、
[0070] 2)連鑄:過熱度為14°C澆鑄,拉坯速度控制在0.9m/min,連鑄坯厚度230mm。
[0071]3)板坯加熱:板坯在加熱爐內充氮加熱至1200°C后保溫50min。
[0072]4)控乳控冷:開乳溫度1150°C,在奧氏體再結晶區總壓下量為51%,粗乳終乳溫 度1000°C;精乳開乳溫度950°C,總壓下量為40%,終乳溫度835°C;終乳后鋼板進行水冷, 冷卻速度為14°C/s,終冷溫度為570°C。
[0073] 比較例和發明例化學成分如表1所示,各種鋼的力學性能(強度和韌性)如表2 所示。
[0074] 表1·本發明例和比較例試驗鋼化學成分(質量% )
[0075]
[0076] 表2.本發明例和比較例試驗鋼力學性能
[0077]
[0078] 注1):所有試樣均為鋼板橫向取樣,取樣位置在板厚1/4處。
[0079]注2):拉伸試驗根據GB/T228-2002。
[0080]注3):沖擊試驗根據GB/T229-1994。
[0081] 實施例1
[0082] 采用中國船級社規定的試驗方法《原油油船貨油艙耐腐蝕鋼材檢驗指南》對上述 五種鋼進行腐蝕實驗。取樣位置為鋼板的表面,試樣尺寸為(25±1)X(60±1)X(5±0. 5) _,平行試樣5片。所有試樣用砂紙磨至600#,然以用酒精、丙酮進行清洗,吹干,稱重,測量 試樣的實際尺寸。用尼龍線將試樣懸掛在如附圖1所示的燒杯中,燒杯口用保鮮膜進行密 封,腐蝕溶液的組成為10%NaCl水溶液,pH= 0. 85,用HC1進行校