[发明专利]一种含Ca低合金耐候钢及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含Ca低合金耐候钢，其化学成分及质量百分比含量如下：C：0.02～0.05％；Si：0.20～0.30％；Mn 0.6～1.00％；Ti：0.005～0.010％；Ca：0.0005～0.0020％；Cu：0.20～0.40％；Ni：0.20～0.60％；Nb：0.04～0.07％；P≤0.02％；S≤0.08％；Al≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明在钢中加入适量的Ca可以改变钢中夹杂物的尺寸和分布，利于钢中细小夹杂物生成并呈均匀弥撒分布，使钢的组织更为均匀，提高钢的强度，Ca与其他元素如Si、Cu等配合使用可有效地改善钢的耐候性，提高钢在自然条件下的耐蚀性，改善钢的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明属于低合金钢制造领域，具体涉及一种含Ca低合金耐候钢及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国资源节约型与环境友好型社会的发展，桥梁钢的耐候性越来越受到重视。发展耐候桥梁钢，不仅能延长桥梁的整体使用寿命，而且能降低桥梁使用寿命期内的总费用。我国大陆海岸线长达18,000km，沿海地区通常是经济发达地区。随着这些地区桥梁建设尤其是跨海大桥建设的迅速发展，各种桥梁的建设也带动了对桥梁钢的需求，这些工程在加大了对桥梁钢需求的同时，对桥梁钢的性能也提出了更高的要求，不但要求有较高的强度、韧性和良好的焊接性能，有的还要求有一定的耐候性。

近年来低合金桥梁钢的开发及应用所产生的风潮已经席卷了整个北美，同时波及到欧洲及亚洲等区域。低合金桥梁钢在强度、韧性、耐候性、焊接性、抗疲劳等方面的性能都取得了大幅度的提高，在大跨度桥梁建设中具有广泛的应用前景。自A3q钢(屈服强度235MPa)、16Mnq钢和14MnNbq钢(屈服强度345MPa)成功的应用于公路和铁路桥梁以来，低合金桥梁钢也将开始应用于大型的工程项目。目前低合金桥梁钢还未在实际桥梁工程中得到广泛的应用，尤其在国内还仅仅是处于低合金桥梁钢的研制和开发过程中。

发明内容

因此，针对现有低合金耐候钢开发中合金成本高的不足，本发明提供一种较低成本且保证低合金耐候钢在工业海洋大气环境中具有良好耐腐蚀性能的低合金耐候钢及其制备方法。在保证该低合金耐候钢具有良好的综合力学性能的前提下，控制合金元素的成本，避免在生产过程中产生裂纹等现象，使之适合于工业化生产，在炼钢、连铸及轧制生产过程中简单易控制。

具体的，本发明提供的含Ca低合金耐候钢的化学成分及质量百分比含量如下：C：0.02～0.05％；Si：0.20～0.30％；Mn 0.6～1.00％；Ti：0.005～0.010％；Ca：0.0005～0.0020％；Cu：0.20～0.40％；Ni：0.20～0.60％；Nb：0.04～0.07％；P≤0.02％；S≤0.08％；Al≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述耐候钢的化学成分及质量百分比含量如下：

C：0.025～0.03％；Si：0.22～0.25％；Mn 0.60～0.75％；Ti：0.005～0.010％；Ca：0.0008～0.0013％；Cu：0.31～0.35％；Ni：0.21～0.42％；Nb：0.06～0.07％；P≤0.02％；S≤0.08％；Al≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。

优选地，本发明还提供了含Ca低合金耐候钢的制备方法，包括如下步骤：

S1：对含Ca低合金耐候钢的钢水进行熔炼，所述耐候钢的化学成分及质量百分比含量为：C：0.02～0.05％；Si：0.20～0.30％；Mn 0.6～1.00％；Ti：0.005～0.010％；Ca：0.0005～0.0020％；Cu：0.20～0.40％；Ni：0.20～0.60％；Nb：0.04～0.07％；P≤0.02％；S≤0.08％；Al≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质；

S2：将熔炼后的钢水进行浇铸，形成钢锭，将所述钢锭开坯并热锻成一定尺寸的钢坯，将钢坯加热到1200℃，保温30min；