[发明专利]一种贝氏体耐候钢及其生产方法

说明书

本发明公开了一种贝氏体耐候钢及其生产方法，包括步骤：铁水预处理、转炉冶炼、RH炉精炼、LF炉精炼、板坯连铸、冷却到室温后铸坯表面扒皮、加热炉奥氏体化、高压水除磷、再结晶区控轧、超快速冷却淬火、卷取、中温弛豫；其中，超快速冷却淬火的冷却速率为15～40℃/s，淬火终止温度为250～350℃。本发明通过合金化设计生产的贝氏体耐候钢具有细小的贝氏体组织，屈服强度≥800MPa，断裂总延伸率≥20％，‑20℃冲击功≥100J，电化学腐蚀电流密度≤1.70×10^‑5A/cm^2，腐蚀速率≤3.20×10^‑3mm/y，具有良好的强韧配比及耐候性。

技术领域

本发明属于耐候钢板制造技术领域，具体涉及一种贝氏体耐候钢及其生产方法。

背景技术

耐候钢又称为耐大气腐蚀钢，通过在钢中添加了铜、铬、镍等元素而生成一层致密的耐候锈层，不需要涂装就能够长期抵御大气的腐蚀，相比于不锈钢成本大为降低，广泛应用于集装箱、铁路货运车厢、高速列车车厢、通讯及输电塔架、桥梁及重载汽车制造等行业。近年来，为了满足各行业增强减重与节能减排的发展需求，高强耐候钢的研发颇受瞩目，尤其是屈服强度超过690MPa的超高强度耐候钢。

对于工程材料而言，好的焊接性能往往必不可少。为了保证良好的焊接性能，往往采用低碳，甚至超低碳钢，而这不可避免地降低了材料的力学强度。过往大量研究和生产实践表明，基于钛微合金化和控轧控冷工艺的薄板坯是研发和生产低成本高强度低碳耐候钢的有效途径。同时，全球废钢产量比日益增多，铜是废钢中最主要的合金元素之一，但同时也是有效的强化元素，可以显著提高钢的力学性能，不过较高的铜含量，往往容易在生产过程中产生热裂，因此通常需要添加一定比例的镍元素抑制热裂。从环保以及成本的角度思考，可以结合钛微合金钢和铜钢的特点，发挥铜、镍、钛元素的特点，利用固溶强化、相变强化、析出强化补回钢铁因为碳含量降低而损失的力学性能，因此本发明在低碳Cu-Cr-Ni耐候钢的体系上，通过优化成分设计和匹配合适且精简的工艺流程，高效地获得一种高强韧性的贝氏体耐候钢。

目前，国内主要厂家一般都是采用Nb、Mo、B、Ti、V等合金元素进行强化，同时配合超快速淬火和离线回火等处理生产超高强度耐候钢，成本较高，工序长，能耗大，生产过程中的控制难度较大；相比之下，本发明生产成本较低、工序短且简单，设备损耗和能耗较小等优势。

中国专利申请号200910301054.0公开了“高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法”，该专利化学成分的重量百分比为：C：≤0.12％，Si：≤0.75％，Mn：≤1.50％，P：≤0.025％，S：≤0.008％，Cr：0.30～1.25％，Ni：0.12～0.65％，Cu：0.20～0.55％，Ti：0.006～0.02％，V：0.09～0.15％，N：0.01～0.02％，Nb：0.015～0.03％，余量为Fe以及不可避免的杂质。其屈服强度≥575MPa，抗拉强度≥690MPa。该钢中添加了Nb、V、Ti等元素，成本相对较高。

中国专利申请号200610035800.2公开了“一种基于薄板坯连铸连轧工艺生产700MPa级V-N微合金化高强耐候钢板的方法”，该专利化学成分的重量百分比为：C：≤0.08％，Si：0.25～0.75％，Mn：0.8～2.0％，P：0.070～0.150％，S：≤0.040％，Cu：0.25～0.60％，Cr：0.30～1.25％，Ni：≤0.65％，V：0.05～0.20％，N：0.015～0.03％。钢板的屈服强度≥700MPa。该专利采用的是薄板坯连铸连轧工艺技术，工序流程长。