高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱軋h型鋼及其制備方法

高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱軋h型鋼及其制備方法
【專利摘要】本發明的目的在于針對現有耐候H型鋼技術的不足，提供了一種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱軋H型鋼及其制備方法，屬于鋼鐵制造領域。該H型鋼的化學成分按重量百分比為：C 0.015％～0.075％，Si 0.20％～0.65％，Mn 0.40％～1.60％，Ni 0.90％～3.50％，Cu 0.30％～1.20％，Mo 0.20％～0.70％，Sb 0.035％～0.10％，Als 0.015％～0.07％，P≤0.025％，S≤0.010％，Nb 0.015％～0.100％，Ti 0.010％～0.050％，余量為Fe及不可避免的雜質。該鋼的韌性和塑性良好，并具有優良的耐受工業污染大氣環境及海洋大氣環境腐蝕性能和優良的焊接性能。
【專利說明】
高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱軋Η型鋼及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于鋼鐵制造領域，特別涉及一種具有優良的耐海洋及工業污染大氣環境 腐蝕性能、優良焊接性能和優良低溫韌性的熱乳Η型鋼及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在大氣環境下的化學或電化學反應引起的金屬材料及其制品的變質甚至破壞稱 為大氣腐蝕。全球大氣中的腐蝕性氣體如S〇2、S0 3、H2S、HC1、C12、C〇2、C0等越來越成為大氣腐 蝕的主要殺手，大大加速了金屬材料在大氣環境中的腐蝕。沿海地區海洋大氣環境特點是 海濱大氣及海洋環境中有較多NaCl和MgCl顆粒，含有大量的氯離子，Cr沉積量大，加之沿 海地區具有光照強、雨量豐富、空氣潮濕、干濕變化頻繁、大氣降水多為酸雨等特點，鋼材表 面難以形成穩定的保護性銹層，鋼材的腐蝕極為嚴重。氯離子是影響鋼材的耐海洋大氣腐 蝕性最主要的因素，C1離子半徑小、極性大，對金屬尤其是鋼材的侵蝕作用尤為嚴重，甚至 可以破壞不銹鋼表面的鈍化膜。據統計，同一種鋼材在海洋大氣環境下的腐蝕速率比普通 大氣環境下的嚴重5倍以上。傳統耐候鋼難以抵御海鹽離子的侵蝕，滿足不了海洋大氣環境 中優異耐蝕性的使用要求。對于受工業污染嚴重的海洋大氣環境，其對鋼的腐蝕更為嚴重 和復雜。
[0003] 在申請號為201510286503.4的《一種耐海洋腐蝕型鋼》專利中，公開了一種耐海洋 腐蝕型鋼，按重量由以下成分組成:C:0.02-0.08%;Si :0.08-0.20% ;Μη:0· 30-0.80% ;Ni: 0.10-0.35% ；Cr :0.30-1.30% ； Cu： 0.2〇-〇. 40% ； Ti ： 0.03-0.06 % ；P ： .03% ； S： 0.01- 0.03% ;Mo:彡0.20 % ; RE: <0.04% ;余量為Fe和不可避免的微量雜質。該專利型鋼S含量 高，而S元素對鋼的耐大氣腐蝕性能和韌性最為有害，因此該專利中的型鋼綜合性能差，不 適合用于海洋及工業大氣環境。
[0004] 專利號為ZL201410087078.1的一種抗震耐腐蝕高性能Η型鋼及其加工方法專利 中，公開了一種屈服強度Rel420~480MPa的抗震耐腐蝕高性能Η型鋼及其加工方法，所述的 Η型鋼其化學成分（重量百分比）為C:0.10~0.15wt%、Si:0.25~0.50wt%、Mn:1.00~ 1.35wt%、Ti :0.030~0.050wt%、Cr:0.10~0.20wt%、Cu:0.30~0.50wt%、B:0.0020~ 0.0040￥七％、5彡0.020￥七％、？彡0.035￥七％，其余為？6及不可避免的不純物。所述的!1型鋼通 過加熱、除鱗、預成型、翼緣外側選擇性冷卻、精乳、R角選擇性冷卻、自然冷卻、在線檢測、矯 直工序制得高度、寬度、腹板厚度、翼緣厚度斷面幾何尺寸分別為400~294mmX200~175mm X7~8mmXll~13mm的Η型鋼，其屈服強度Rel420~480MPa、抗拉強度Rm580~650MPa、伸長 率A>24.0%、V型沖擊功Akv彡70J。該專利Η型鋼碳含量高，且添加了 B元素，其焊接性能及 低溫沖擊韌性差，而且其碳含量處于包晶鋼區間，連鑄坯易裂，給連鑄坯生產及焊接工藝造 成較大困難。由于其成分設計中起耐候作用的化學元素僅僅是傳統的Cr、Ni元素組合，在現 代工業污染大氣及海洋大氣環境中其耐腐蝕性能差。
[0005] 專利號為ZL201310199239.1的一種屈服強度500MPa級含釩耐候熱乳Η型鋼的乳制 工藝專利中，公開了一種屈服強度500MPa級含釩耐候熱乳Η型鋼的乳制工藝，該含釩耐候熱 車LH型鋼，按質量百分比計，成分配比為C: 0.09~0.12，Si :0.43~0.55，Mn: 1.39~1.49，P: 0.013~0.017，S:0.011~0.016，Cu:0.27~0.36，Cr:0.32~0.38，Ni:0.25~0.32,V:0.098 ~0.110，A1S:0.014~0.023,其余為鐵和殘余的微量雜質;該發明專利由于成分設計中起 耐候作用的化學元素仍然是傳統的Cu、Cr、Ni元素組合，S含量高，在海洋大氣環境及受工業 污染的海洋大氣環境中其耐腐蝕性能一般，而且其碳含量處于包晶鋼區間，連鑄坯易裂，給 連鑄坯生產及焊接工藝造成較大困難。
[0006] 綜上所述，現有耐候Η型鋼技術的不足主要是碳含量高、合金元素配比不合理，在 工業污染大氣及海洋大氣環境中耐腐蝕性能差，同時鋼的焊接性能、低溫韌性差。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的在于針對現有耐候Η型鋼技術的不足，提供了一種高性能耐海洋大 氣環境腐蝕的熱乳Η型鋼及其制備方法。該Η型鋼降低碳含量至0.015~0.075%，以Ni為主 要添加元素，配合適量的Mo、Cu元素，同時加入了Nb、Ti、Sb等微量合金化元素，大大提高了Η 型鋼在海洋大氣環境及S02等工業污染物較高的工業污染大氣環境中的耐腐蝕性能。該鋼 的韌性和塑性良好，并具有優良的耐受工業污染大氣環境及海洋大氣環境腐蝕性能和優良 的焊接性能。采用本發明制造的鋼材在海洋大氣及工業污染大氣環境、特別是受工業污染 的海洋大氣環境中可以不涂裝使用。
[0008] 本發明的技術方案如下：
[0009] -種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳Η型鋼，化學成分按重量百分比為：C 0.015% ~0.075%，Si 0.20% ~0·65%，Μη 0.40% ~1.60%，Ni 0.90% ~3.50%，Cu 0.30%~1·20%，Μ〇 0.20%~0.70%，Sb 0.035%~0.10%，Als 0.015%~0·07%，Ρ彡 0.025%，S彡0.010%，Nb 0.015%~0.100%、Ti 0.010%~0.050%，余量為Fe及不可避免 的雜質；
[0010] 更好的，上述Η型鋼的化學成分中還包括Ca 0.0010%~0.0070% ;或者加入RE 0.05%~0.20%，其中1^為稀土元素，可包括鑭〇^)、鈰（〇6)、鐠(？〇、釹(則）、钷（？111)、釤 (5111)、銪^11)、釓(6(1)、鋱（113)、鏑（0 7)、鈥(!1〇)、鉺化〇、銩（1'111)、鐿（￥13)、镥〇^)，以及鈧 (Sc)和釔(Y)等元素中的一種或一種以上；
[0011] 更好的，上述Η型鋼中的Als為0.015%~0.050%。
[0012] 本發明的鋼種采用上述合金元素的原因在于：
[0013] C:碳對鋼的強度、韌性和焊接性能影響很大，同時對鋼種的耐腐蝕性能也有影響； 碳低，韌性和焊接性能、耐腐蝕性能都得以改善;但是碳低于0.015%則強度低，冶煉及焊接 難度大;碳高于0.075%，則生成組織中珠光體量增加，鐵素體及貝氏體組織減少，使強度、 延伸率和韌性、耐腐蝕性能下降；因此本發明確定碳含量的范圍為:0.015%~0.075%。
[0014] Si:硅是煉鋼脫氧的必要元素，也可以起到固溶強化作用，提高鋼的強度，Si還可 以提高鋼的耐大氣腐蝕性能，具有優良的耐氯離子腐蝕特性，尤其可以改善鋼在海洋大氣 環境中的抗點蝕性能，當與Cu、Mo復合添加時，效果更明顯。但是Si含量太高會降低鋼的韌 性，對焊接性能也不利。因此，在本鋼種中將硅限定在0.20 %~0.65 %之間。
[0015] Μη:錳是提高強度和韌性的有效元素，并且在其含量較高時，對貝氏體轉變有較大 的促進作用，而且成本低廉;該元素含量在一定的范圍內可增加鋼強度的同時幾乎不降低 鋼的塑性和韌性;而且Μη在一定程度上提高鋼對海洋大氣的耐腐蝕性能。因此，在本發明鋼 種中根據強度的需要，添加 Μη的合適區間為0.40%~1.60%。
[0016] Ni:鎳元素是鋼中提高耐大氣腐蝕有效的合金元素，對鋼的焊接熱影響區硬化性 及韌性沒有不良影響，而且，鎳使鋼的低溫韌性大大提高；當Ni含量達到3.5%以上時，可以 用于各種大氣環境，且隨著含量繼續增加其耐腐蝕效果增加不明顯。但是鎳為貴重元素，含 量高導致鋼的成本大幅度上升。因此，在本發明鋼種中將Ni含量控制在0.90%~3.50%。
[0017] Cu:銅是提高鋼的耐大氣腐蝕性能最重要的合金元素，加入更多的Cu對提高鋼的 耐腐蝕性更加有利，但Cu含量高時惡化鋼板表面性能，容易引起Cu裂;此外，銅元素不僅對 焊接熱影響區硬化性及韌性沒有不良影響，又可使母材的強度提高，并使低溫韌性大大提 高。因此，在本發明鋼種中將銅含量控制在0.30 %~1.20 %。
[0018] Mo:鉬是能夠有效提高鋼的耐大氣腐蝕性能的合金元素，在海洋大氣環境中耐氯 離子腐蝕和點蝕。添加〇. 20 %以上在海洋大氣中就可收到良好效果，含量達到0.4 %時，在 工業、鄉村及海洋大氣中可使鋼的腐蝕速率降低一半左右。而且，鉬有助于乳制時奧氏體晶 粒的細化和微細貝氏體的生成，提高鋼的強度。但添加超過0.7%時，鋼的可焊性及低溫韌 性明顯降低;此外，Mo為貴重元素，導致鋼的成本大幅度上升。因此，在本鋼種中將Mo含量控 制在 0.20% ~0.70%。
[0019] Sb:銻是提高鋼在酸性環境(含有硫酸、鹽酸等）中耐蝕性效果最顯著的化學元素， 對于工業污染嚴重的環境造成的酸雨條件，Sb明顯提高鋼的耐腐蝕性能。但是Sb屬于對鋼 的強度、韌性、塑性和焊接性有不利影響的元素。因此本發明鋼種將Sb元素的含量控制在 0.035% ~0.100%〇
[0020] A1:鋁是脫氧元素，可作為A1N形成元素，可有效地細化晶粒。故在本發明中將鋁含 量限定在0.010%~0.07%;最佳區間在0.015%~0.050%。
[0021] Nb:鈮是本發明的重要添加元素，它能夠有效地延遲變形奧氏體的再結晶、阻止奧 氏體晶粒長大、提高奧氏體再結晶溫度，細化晶粒，同時改善鋼的強度和韌性;而且，Nb是強 碳、氮化物形成元素，能夠與碳、氮結合形成穩定細小的碳、氮化物，起到顯著的析出強化作 用。故在本發明中將Nb含量限定在0.015%~0.100%范圍內。
[0022] Ti:加入鈦是為了細化鋼坯再加熱時及焊接熱影響區的奧氏體晶粒，提高韌性。 鈦、氮能夠形成氮化鈦，阻止鋼坯在加熱、乳制、焊接過程中晶粒的長大，改善母材和焊接熱 影響區的韌性。故在本發明中，結合鋼中N的含量，將鈦成分控制在0.010%~0.050%。
[0023] P:磷是合金元素中提高鋼耐大氣腐蝕性能最有效的合金元素之一，當P與Cu聯合 加入鋼中時，顯示出更好的復合效應;但是，P惡化鋼的焊接性能，惡化鋼的塑性、韌性，特別 是劇烈降低低溫沖擊韌性;還易于發生局部偏析，形成帶狀組織。因此在本發明中，P含量控 制在P彡0.025%。
[0024] S:硫是對鋼種耐腐蝕性最有害的元素，降低硫含量，對鋼種的耐大氣腐蝕、耐酸性 電解質溶液腐蝕性能、抗H2S等腐蝕性能都具有良好作用；同時，硫高也對鋼的韌性、塑性等 具有不利影響。本發明鋼種控制0.010%。
[0025] Ca:微量Ca加入耐候鋼中不僅可以顯著改善鋼的整體耐大氣腐蝕性能，而且可以 有效避免耐候鋼使用時出現的銹液流掛現象，Ca、Si的聯合使用效果更佳;此外，Ca能夠處 理改變夾雜物形態，提高鋼的Z向性能、橫向性能，減小各向異性。本發明鋼中Ca含量控制在 0.0010 %~0.0070 %，鈣可選擇性加入，并且不與RE同時加入。
[0026] RE:稀土元素可加速耐候鋼表面致密銹層的形成，提高鋼耐腐蝕性能；而且對鋼起 凈化作用，改變鋼中夾雜物存在的狀態，減少有害的大夾雜數量，降低腐蝕源點，從而提高 鋼的抗大氣腐蝕性能;還使P的偏析減輕，降低P對鋼性能的不利影響;而且稀土元素可改變 夾雜物形態，提高鋼的Z向性能、橫向性能，減小各向異性。本發明鋼中RE加入量(非含量)控 制在0.05%~0.20%，RE可選擇性加入，并且不與鈣同時加入。
[0027] 鋼中雜質元素 :Η、Ν、0等控制越低越好，以提高鋼的綜合性能，本發明控制目標 0.0002%，N彡0.008%，0彡0.003%。
[0028] 而本發明Η型鋼的耐工業大氣及海洋大氣環境腐蝕性能主要通過以上這些合金元 素的優化匹配和生產工藝的嚴格控制來實現。
[0029] 上述高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳Η型鋼的制備方法，包括如下步驟：
[0030] 1)冶煉鑄坯
[0031] 將本發明的鋼種冶煉并鑄坯，其化學成分按重量百分比為:C 0.015%~0.075%， Si 0.20% ~0·65%，Μη 0.40% ~1.60%，Ni 0.90% ~3.50%，Cu 0.30% ~1·20%，Μ〇 0.20%~0.70%，Sb 0.035%~0.10%，Als 0.015%~0·07%，Ρ彡0.025%，S彡0.010%， Nb 0.015%~0.100%，Ti0.010%~0.050%，余量為Fe及不可避免的雜質；
[0032] 更好的，還包括Ca 0.0010%~0.0070% ;或者加入RE 0.05%~0.20%，其中RE為 稀土元素，可包括鑭（La)、鈰（Ce)、鐠（Pr)、釹（Nd)、钷（Pm)、釤（Sm)、銪（Eu)、釓(Gd)、鋱 (Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、鎊(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及鈧(Sc)和紀(Y)等元素中的一 種或一種以上；
[0033] 所述冶煉和鑄坯為常規方法，可包括:鐵水預處理，深度脫硫降低硫含量;采用轉 爐冶煉，通過頂吹或頂底復合吹煉，盡可能深脫碳、脫磷;采用VD或RH真空處理、LF等進行精 煉處理，降低3、!1、0、~等有害元素含量，并進行微合金化;進行0 &處理，根據0&含量要求喂入 Si-Ca線；或進行稀土處理;控制硫化物形態，提高延性和韌性，減小鋼板橫向和縱向性能 差;連鑄采用電磁攪拌、氬氣保護澆鑄，減少元素偏析，提高鑄坯質量；
[0034] 2)乳制
[0035] 乳前將鋼坯加熱至1050°C~1220°C，上限選擇1220°C，可以保證獲得細小的奧氏 體晶粒，下限選擇1050°C，以便能有相當量的Nb溶入奧氏體，有利于乳制過程中奧氏體細化 及乳后冷卻過程中的析出強化；
[0036] 乳制過程采用兩階段控制乳制，控制粗乳終乳階段鋼的翼緣溫度多980°C，精乳開 乳的鋼翼緣溫度為950°C~750°C，終乳的鋼翼緣溫度為870°C~750°C，乳至Η型鋼翼緣厚度 6~50mm;
[0037] 3)冷卻
[0038] 將乳制的Η型鋼進行空冷，冷卻后的鋼組織以鐵素體、鐵素體+貝氏體為主；
[0039] 或者將乳制的Η型鋼進行加速冷卻以提高鋼的強度，該冷卻制度為:加速冷卻至鋼 翼緣溫度為680°C~400°C，再在冷床進行自然冷卻或加速冷卻，加速冷卻的最佳的冷卻速 度為5~60°C/S;冷卻后的鋼組織以鐵素體、鐵素體+貝氏體為主。
[0040] 經檢測，本發明制得的高性能耐大氣腐蝕熱乳Η型鋼屈服強度為375~546MPa，達 到了 345~500MPa 級別；抗拉強度為503 ~626MPa; A% 為23 · 3 ~35 · 5; Z% 為71 · 5~85 · 5; -40 °C的1^2為203~382 J;特別是耐工業污染大氣及海洋大氣環境腐蝕性能較佳，并且由于極 低碳含量使其焊接性能和低溫初性大幅提尚。
[0041] 與現有技術相比，本發明的優勢在于：
[0042] 1、本發明提供的高性能熱乳Η型鋼具有高強度、高韌性、優良的焊接性能以及良好 的耐工業大氣及海洋大氣環境腐蝕性能，實現了屈服強度345~500MPa級別Η型鋼的制造。 [0043] 2、本發明Η型鋼在降低碳含量至0.015~0.075%、加入了Nb、Ti微合金化元素和適 量Ni、Mo、Cu及微量Sb元素，大大提高了 Η型鋼在含S02等污染物較高的工業大氣環境及海洋 大氣環境中的耐腐蝕性能。
[0044] 3、本發明鋼的化學成分及制造方法同樣適用于各類型鋼如工字鋼、槽鋼和角鋼、 圓鋼、鋼管等的制造。采用本發明制造的鋼材在受工業污染的大氣環境及海洋大氣環境中 可以不涂裝使用。產品主要應用于輸電鐵塔、鐵路接觸網支柱、橋梁及欄桿、公路鐵路護欄 等鋼結構，替代鍍鋅或涂料的反復涂裝，利于環境保護，屬于綠色制造。
【附圖說明】
[0045]圖1、本發明實施例2鋼種和對比鋼種的模擬海洋大氣條件下240h的腐蝕速率折線 圖。
[0046]圖2、本發明實施例6鋼種和對比鋼種的模擬海洋大氣條件下240h的腐蝕速率折線 圖。
【具體實施方式】
[0047] -種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳Η型鋼，化學成分按重量百分比為：C 0.015% ~0.075%，Si 0.20% ~0·65%，Μη 0.40% ~1.60%，Ni 0.90% ~3.50%，Cu 0.30%~1·20%，Μ〇 0.20%~0.70%，Sb 0.035%~0.10%，Als 0.015%~0·07%，Ρ彡 0.025%，S彡0.010%，Nb 0.015%~0.100%、Ti 0.010%~0.050%，余量為Fe及不可避免 的雜質；
[0048] 更好的，上述Η型鋼的化學成分中還包括Ca 0.0010%~0.0070% ;或者加入RE 0.05%~0.20%，其中1^為稀土元素，可包括鑭〇^)、鈰（〇6)、鐠(？〇、釹(則）、钷（？111)、釤 (5111)、銪^11)、釓(6(1)、鋱（113)、鏑（0 7)、鈥(!1〇)、鉺化〇、銩（1'111)、鐿（￥13)、镥〇^)，以及鈧 (Sc)和釔(Y)等元素中的一種或一種以上。
[0049] 上述熱乳Η型鋼的制備方法，包括如下步驟：
[0050] 1)冶煉鑄坯
[0051 ]將本發明的鋼種冶煉并鑄坯，其化學成分按重量百分比為:C 0.015%~0.075%， Si 0.20% ~0·65%，Μη 0.40% ~1.60%，Ni 0.90% ~3.50%，Cu 0.30% ~1·20%，Μ〇 0.20%~0.70%，Sb 0.035%~0.10%，Als 0.015%~0·07%，Ρ彡0.025%，S彡0.010%， Nb 0.015%~0.100%，Ti0.010%~0.050%，余量為Fe及不可避免的雜質；
[0052]更好的，還包括Ca 0.0010% ~0.0070% ;或者加入RE 0.05% ~0.20% ;
[0053]所述冶煉和鑄坯為常規方法，可包括:鐵水預處理，深度脫硫降低硫含量;采用轉 爐冶煉，通過頂吹或頂底復合吹煉，盡可能深脫碳、脫磷;采用VD或RH真空處理、LF等進行精 煉處理，降低3、!1、0、~等有害元素含量，并進行微合金化;進行0 &處理，根據0&含量要求喂入 Si-Ca線；或進行稀土處理;控制硫化物形態，提高延性和韌性，減小鋼板橫向和縱向性能 差;連鑄采用電磁攪拌、氬氣保護澆鑄，減少元素偏析，提高鑄坯質量；
[0054] 2)乳制
[0055] 乳前將鋼坯加熱至1050°C~1220°C，上限選擇1220°C，可以保證獲得細小的奧氏 體晶粒，下限選擇1050°C，以便能有相當量的Nb溶入奧氏體，有利于乳制過程中奧氏體細化 及乳后冷卻過程中的析出強化；
[0056] 乳制過程采用兩階段控制乳制，控制粗乳終乳階段鋼的翼緣溫度多980°C，精乳開 乳的鋼翼緣溫度為950°C~750°C，終乳的鋼翼緣溫度為870°C~750°C，乳至Η型鋼翼緣厚度 6~50mm;
[0057] 3)冷卻
[0058] 將乳制的Η型鋼進行空冷，冷卻后的鋼組織以鐵素體、鐵素體+貝氏體為主；
[0059] 或者將乳制的Η型鋼進行加速冷卻以提高鋼的強度，該冷卻制度為:加速冷卻至鋼 翼緣溫度為680°C~400°C，再在冷床進行自然冷卻或加速冷卻，加速冷卻的最佳的冷卻速 度為5~60°C/S;冷卻后的鋼組織以鐵素體、鐵素體+貝氏體為主。
[0060] 本發明實施例1~16的化學成分如表1所示，乳制Η型鋼翼緣厚度6~50mm，其實際 乳制工藝及乳態性能檢驗結果如表2所示。
[0061] 耐腐蝕實驗1
[0062] 在實驗室進行模擬海洋大氣的室內周浸實驗，以驗證本發明鋼種的耐腐蝕性能。 [0063]采用的實驗鋼為本發明實施例1~16,對比鋼種為傳統高耐候鋼09CuPCrNi，實驗 介質為0.5 %NaCl溶液。實驗參數為:浸入時間lOmin，干燥時間50min，溶液溫度27 ± 1°C，空 氣溫度27±1°C，相對濕度30%RH，2天取一次樣。以兩天為一周期，對試樣的腐蝕速率進行 了測量和計算。
[0064]在耐腐蝕實驗1的條件下實施例1~16鋼種和對比鋼種的模擬海洋大氣條件下48h 腐蝕速率結果如表3所示，實施例2鋼種和對比鋼種的模擬海洋大氣條件下240h腐蝕速率折 線圖如圖1所示，由圖1可以看出，試驗鋼的腐蝕速率均隨腐蝕時間增加有下降趨勢，并且對 比樣09CuPCrNi表現出明顯高于本發明鋼的腐蝕速率，約為本發明鋼腐蝕速率的1.5倍。 [0065] 耐腐蝕實驗2
[0066] 另外一組在實驗室進行模擬海洋大氣的室內周浸實驗。試驗條件為:溶液為0.5 % NaCl、溶液溫度為31°C、濕度為80 % RH、每個干濕循環為60min，浸入時間lOmin，干燥時間 50min，其他條件同耐腐蝕實驗1。
[0067] 在耐腐蝕實驗2的條件下實施例1~16鋼種和對比鋼種的模擬海洋大氣條件下 240h腐蝕速率結果如表3所示，實施例6鋼種和對比鋼種的模擬海洋大氣條件下240h的腐蝕 速率折線圖如圖2所示，由圖2可以看出，在耐腐蝕實驗2的條件下，本發明鋼的腐蝕速率遠 低于對比試樣〇9CuPCrNi，240小時的本發明鋼的相對耐蝕率是傳統高耐候鋼的2倍以上，說 明在海洋大氣環境下本發明鋼的耐蝕性良好，顯著高于傳統耐候鋼〇9CuPCrNi。


【主權項】
1. 一種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼，其特征在于，所述H型鋼的化學成分 按重量百分比為：C 0.015% ~0.075%，Si 0.20% ~0·65%，Μη 0.40% ~1.60%，Ni 0.90% ~3.50%，Cu 0.30% ~1·20%，Μ〇 0.20% ~0.70%，Sb 0.035% ~0.10%，Als 0.015% ~0·07%，Ρ彡 0.025%，S彡 0.010%，Nb 0.015% ~0.100%，Ti 0.010% ~ 0.050%，余量為Fe及不可避免的雜質。2. 根據權利要求1所述的一種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼，其特征在于， 所述H型鋼的化學成分中還含有Ca 0.0010%~0.0070%。3. 根據權利要求1所述的一種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼，其特征在于， 所述H型鋼的化學成分中還加入RE 0.05%~0.20% ; 其中，RE為鑭、鋪、鐠、釹、钷、釤、銪、IL、鉞、鏑、鈥、鉺、鎊、鐿、镥、鈧和紀元素中的一種 或多種。4. 根據權利要求1、2或3所述的一種高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼，其特征 在于，所述H型鋼的化學成分中Als 0.015%~0.050%。5. -種權利要求1所述的高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼的制備方法，其特征 在于，包括如下步驟： 1) 冶煉鑄還 將本發明的鋼種冶煉并鑄坯，其化學成分按重量百分比為:C 0.015 %~0.075 %，Si 0.20% ~0·65%，Μη 0.40% ~1.60%，Ni 0.90% ~3.50%，Cu 0.30% ~1·20%，Μ〇 0.20%~0.70%，Sb 0.035%~0.10%，Als 0.015%~0·07%，Ρ彡0.025%，S彡0.010%， Nb 0.015%~0.100%，Ti 0.010%~0.050%，余量為Fe及不可避免的雜質； 或者還含有Ca 0.0010%~0.0070%; 或者額外添加 RE 0.05%~0.20%; 2) 乳制 乳前將鋼坯加熱至1050°C~1220°C ; 乳制過程采用兩階段控制乳制，控制粗乳終乳階段的鋼翼緣溫度多980°C;控制精乳開 乳的鋼翼緣溫度為950 °C~750 °C，終乳的鋼翼緣溫度為870°C~750 °C;乳至H型鋼翼緣厚度 為6~50mm; 3) 冷卻 對乳制后的H型鋼進行空冷或者快速冷卻； 其中，快速冷卻的冷卻制度為:加速冷卻至鋼翼緣溫度為680°C~400°C，再在冷床進行 自然冷卻或加速冷卻。6. 根據權利要求5所述的高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼的制備方法，其特征 在于，加速冷卻的最佳冷卻速度為5~60 °C/S。7. 根據權利要求5或6所述的高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼的制備方法，其 特征在于，該方法制備的鋼組織以鐵素體、鐵素體+貝氏體為主。8. 根據權利要求5或6所述的高性能耐海洋大氣環境腐蝕的熱乳H型鋼的制備方法，其 特征在于，該方法制備的H型鋼屈服強度為375~546MPa，抗拉強度為503~626MPa，A%為 23 · 3~35 · 5，-4(TC 的 KV2 為 203~382J。
【文檔編號】C22C38/02GK105886961SQ201610399471
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】蔣南寧
【申請人】蔣南寧