[发明专利]具有改善的含盐环境耐候性能的钢产品

说明书

技术领域

本发明涉及钢种及其制成的产品，其在暴露于富氯环境中时表现出耐腐蚀性的增强。这些钢材被称为耐候钢(耐大气腐蚀钢)。

背景技术

对耐候钢的研究和记载已经有一段时间。耐腐蚀性是由暴露于外界环境中时在钢材表面形成的锈蚀层导致的。增强这类耐候性能的传统的合金化元素为Cu、P、Cr和Ni。然而，传统耐候钢在含有Cl离子的环境即海洋环境或海边环境中被证明是无效的。已观察到Cl离子使一些形成保护氧化物层的稳定组分变得不稳定。已提议的解决该问题的方案主要在于改变钢材的组分。迄今为止取得的最好结果是通过应用明显较高水平的Ni而获得的。然而，这需要高含量的Ni，而考虑到Ni的价格在钢的商业开发中是非常关键的参数，该方案被认为不理想，出现了对Ni解决方案的替代方案的需求。

JP2006118011中描述了一个解决方案，是以包含下列成分的钢的组成形式：C、Al、Si、P、Ni、Cu、N，以0.03wt％至0.5wt％的量添加的Sn和/或Sb，以及Ti、Nb、Mo、W、V、Ca或Mg的一种或更多种，其中Ni/Cu的质量比小于或等于0.5。含盐环境中的耐候性能主要通过Sb和/或Sn的存在而获得，其在钢处于潮湿和含盐环境时通过与Fe³⁺离子反应稳定Fe²⁺的量，所述Fe³⁺是由Fe²⁺氧化生成。然而，由于下述各种原因，Sn和/或Sb的使用是不利的：

·Sn和Sb均对热延性有不利影响，因为它们降低了高温下奥氏体中Cu的溶解度

·Sb对焊缝韧性有不利影响

·Sn不能在精炼过程中从钢中去除

·Sb导致形成锑化三氢(SbH₃)——一种有毒且可燃的化合物——的风险。

发明目的

本发明的目的在于提供耐候钢，其与传统耐候钢具有同一数量级的Ni含量，但其在海洋环境或海边环境中具有增强的耐腐蚀性，以及优秀的机械性能。

发明内容

本发明涉及在所附权利要求书中公开的钢产品。本发明特别涉及主要独立权利要求中公开的钢产品，其适用于户外环境，特别是含盐环境中。本发明的钢产品可以是任何类型的建筑构件如钢板(sheet)或钢梁(beam)。特别是，本发明涉及一种钢组合物，其特征为具有如下成分(以wt％计)：

-0.03至0.2之间的碳，

-0.5至2之间的锰，

-0至0.5之间的铜，

-0至0.1之间的Ti，

-0至0.5之间的Cr，

-0至0.2之间的镍，

-0至0.1之间的铌，

-0至0.01之间的氮，

-0至0.01之间的硫，

-0至0.01之间的磷，

-高于0且最高1.5的铝，

-0.25至1.5之间的硅，

余量为Fe和偶然杂质，其中Al和Si的总水平高于约0.85wt％。

根据一个优选的实施方案，Cu、Ti、Cr、Ni和Nb具有如下较窄的范围(以wt％计)：

-0.2至0.4之间的铜，

-0.01至0.07之间的Ti，

-0.2至0.5之间的Cr，

-0.1至0.2之间的镍，

-0.02至0.1之间的铌。

根据优选实施方案，根据本发明的钢产品不包含Sn和Sb。

具体实施方式

本发明涉及耐候钢类型的钢产品，即暴露在外部环境中给定的时间后表现出增强的耐腐蚀性的产品。

根据本发明，该钢产品限定为由以下成分组成(以wt％计)的组合物：

-0.03至0.2之间的碳

-0.5至2之间的锰

-0至0.5之间的铜

-0至0.1之间的Ti，

-0至0.5之间的Cr，

-0至0.2之间的镍，

-0至0.1之间的铌，

-0至0.01之间的氮，

-0至0.01之间的硫，

-0至0.01之间的磷，

-高于0且最高1.5的铝，

-0.25至1.5之间的硅，

余量为Fe和偶然杂质，其中Al和Si的总水平高于约0.85wt％。上面所用的词语“......至......之间”应理解为包括被讨论的所述范围的边界。