[发明专利]一种金属材料及其制备方法和钢结构件

说明书

本发明公开了一种金属材料及其制备方法和钢结构件，该金属材料包括的化学成分及其所占的重量百分比分别为：C：0.08～0.4％；Si：0.10～0.80％；Mn：0.20～1.8％；Ni：0.12～3.0％；Cu：0.10～0.60％；Cr：0.30～1.25％；Al：0.015～1.8％；V：0.009～0.019％；Fe和不可避免的杂质。本发明的金属材料使钢的韧性、强度、抗轴心疲劳、晶体密度等具有明显的提高。钢的表面能够渗入合金形成镀层，以防止钢结构件与其他金属构件连接时发生电化学腐蚀，具有较强的镀层附着力，并能够平衡钢中添加铜导致的脆性问题，使钢在防腐蚀性能上减少了镍、铬、钼的用量。为达到钢的表面渗入合金形成镀层以及具有较强的镀层附着力，同时考虑到该材料的经济性和钒与铝、铜、镍、铬加入量之间的较佳平衡点，钒的含量为0.009‑0.019％。

技术领域

本发明涉及一种金属材料及其制备方法，和采用该金属材料制成的钢结构件。

背景技术

在现有技术中，不锈钢具有较好的自身耐高温和耐腐性，但通过冷作硬化增强后，韧性差，另外不锈钢表面会形成镍、铬致密氧化晶体层，无法通过渗入性表面合金形成表面镀层，这就造成了在不锈钢材料的构件与其他金属材料构件连接时造成电化学腐蚀，特别是与铝合金等较活泼的金属材料构件连接时，会导致这些较活泼的金属材料构件的电化学腐蚀量较大；而碳钢的当强度提高时韧性差、易开裂且碳钢抗腐蚀性差，虽然碳钢的表面可进行镀锌、镀铝、镀铜等表面处理，但是，这些镀层的抗腐蚀寿命较短，镀层的附着力较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种金属材料，具有现有不锈钢和碳钢的高强度的同时，还具有较高的韧性、高耐腐蚀性，能够渗入表面合金形成镀层，且镀层有较强的附着力。

本发明的金属材料，包括的化学成分及其所占的重量百分比分别为：

C：0.08～0.4％；Si：0.10～0.80％；Mn：0.20～1.8％；Ni：0.12～3.0％；Cu：0.10～0.60％；Cr：0.30～1.25％；Al：0.015～1.8％；V：0.009～0.019％；Fe和不可避免的杂质。

进一步，所述化学成分还包括P≤0.5％；S≤0.02％。

进一步，所述P的含量小于或等于0.12％。

进一步，所述V的含量小于或等于0.019％。

进一步，所述Al的含量为0.015～0.3％，所述Ni的含量为0.12％～0.45％，所述Cr的含量为0.30～0.38％，所述Cu的含量为0.20～0.60％。

进一步，所述Al的含量为0.6～1.8％，所述Ni的含量为0.68％～3.0％，所述Cr的含量为1.13～1.25％，所述Cu的含量为0.10～0.18％，所述金属材料还包含Mo：0.06～0.8％。

本发明的金属材料具有以下有益效果：

在炼钢的过程中，吹炼中氮气会融到钢水中，钢中的氮与钒形成互补，使钢的韧性、强度、抗轴心疲劳、晶体密度等具有明显的提高。钢中的铝及其合金，使钢的表面能够渗入合金形成镀层，以防止钢结构件与其他金属构件连接时发生电化学腐蚀，且具有较强的镀层附着力，还能够使钢的组织致密、纯度好、韧性增强，并能够平衡钢中添加铜导致的脆性问题，使钢在防腐蚀性能上减少了镍、铬、钼的用量。为达到钢的表面渗入合金形成镀层以及具有较强的镀层附着力，同时考虑到该材料的经济性和钒与铝、铜、镍、铬加入量之间的较佳平衡点，钒的含量为0.009-0.019％。

本发明的第二个目的在于提供一种金属材料的制备方法，以便得到组织和性能更好的钢材。

本发明金属材料的制备方法，包括：

将Al制成若干个球丸；