[发明专利]一种富含合金化稀土元素的稀土耐候钢及其制造方法

说明书

一种富含合金化稀土元素的稀土耐候钢及其制造方法，所述稀土元素为铈Ce、镧La、钇Y三种元素中的一种或多种，以质量百分数wt％计，所述合金化稀土元素含量通过炼钢喂入稀土丝工艺被控制在0.005～0.045，能够提供一种屈服强度级别为355MPa以上，且耐大气腐蚀性能(240小时周期浸润试验，腐蚀率≤1.2g/(m²*hr))与国标《耐候结构钢》GB/T4171‑2008中的Q355GNH相当的耐候钢，具有优良力学性能、冷成形性能、焊接性能，可广泛应用于车辆、集装箱制造和建筑、桥梁、塔桅结构等钢结构工程。

技术领域

本发明涉及稀土耐候钢技术，特别是一种富含合金化稀土元素的稀土耐候钢及其制造方法，所述稀土元素为铈Ce、镧La、钇Y三种元素中的一种或多种，以质量百分数wt％计，所述合金化稀土元素含量通过炼钢喂入稀土丝工艺被控制在0.005～0.045，能够提供一种屈服强度级别为355MPa以上，且耐大气腐蚀性能(240小时周期浸润试验，腐蚀率≤1.2g/(m²*hr))与国标《耐候结构钢》GB/T4171-2008中的Q355GNH相当的耐候钢，具有优良力学性能、冷成形性能、焊接性能，可广泛应用于车辆、集装箱制造和建筑、桥梁、塔桅结构等钢结构工程。

背景技术

大气环境下，金属材料表面氧化生锈不可避免。作为目前世界上应用最为广泛的金属材料，钢材腐蚀防护一直被关注和不断研究。表面涂镀是除不锈钢以外其它钢材腐蚀防护的重要方法，其流程包括表面除锈和涂镀两大步骤。表面除锈以喷砂、喷丸为主，作业过程产生大量粉尘颗粒物，空气粉尘污染严重危害人员健康。表面涂镀，包括喷涂涂料(各种防腐漆)、电镀和热镀锌和锌铝复合材料，对土壤、地表水污染严重，特别是钢结构件热镀锌污染更严重导致开始逐步被取缔。另一方面，自20世纪初开始，以美国为首的西方国家对钢材自身耐蚀性开展研究，通过适量添加P、Cu、Cr、Ni等元素，钢材表面腐蚀速率显著下降到普碳钢的1/2～1/4，开发出Cu、P、Cr、Ni系耐大气腐蚀钢(即耐候钢)并一直沿用至今，在海运集装箱、火车车体结构件、桥梁、塔桅结构、各种护栏获得广泛应用。目前应用最广泛的是ASTM A242(COR-TEN A，日本SPA-H、中国Q355GNH)和ASTMA588钢(COR-TEN B，中国Q355NH)。提高钢材耐候性的元素仍然是Cu、P、Cr、Ni。我国是稀土资源大国，其中重稀土、中稀土元素被应用于特种行业成为战略资源，大量的以镧(La)、铈(Ce)为代表的轻稀土严重过剩。钢中添加镧(La)、铈(Ce)、钇(Y)稀土元素，可以提高其耐蚀性能。结合我国资源特点，在保持现有耐候钢耐蚀性能的前提下，钢中添加稀土，减少Cu、Cr、Ni元素用量，发明一种经济型耐候钢，对于我国富余稀土变废为宝，降低现有耐候钢合金成本，发展中国特色钢材具有重大意义。