[发明专利]一种耐海洋飞溅区腐蚀用高性能钢板及其生产方法

说明书

本发明公开一种耐海洋飞溅区腐蚀用高性能钢板及其生产方法，钢板化学成分为：C：0.02%~0.035%，Si：0.31%~0.50%，Mn：1.00%~1.50%，P：0.02%~0.04%，S：≤0.005%，Nb：0.045%~0.065%，V：0.03%~0.05%，Ti：0.02%~0.04%，Ni：0.2%~0.35%，Cr：1.20%~1.60%，Cu：0.35%~0.50%，Sb：0.30%~0.40%，RE：0.050%~0.060%，Zr：0.030%~0.040%，Als：0.015%~0.045%。铸坯装炉炉温700~800℃，均热温度1160~1180℃；粗轧开轧温度1120~1160℃，道次压下率16%~25%，粗轧速度1.2~1.5m/s；二次开轧温度830~890℃，终轧温度820~860℃，开冷温度780~820℃，返红温度580~620℃。本发明钢板耐海洋飞溅区冲刷腐蚀速率小于0.08mm/a、屈服强度420~550MPa、‑60℃冲击功大于等于220J。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，特别涉及到一种耐海洋飞溅区腐蚀用高性能钢板及其生产方法。

背景技术

腐蚀是钢铁材料服役过程中普遍存在的失效问题，据统计，每年因腐蚀造成的经济损失占国内生产总值(GDP)的3％左右。地球表面积约71％的海洋中蕴藏着丰富的资源，随着世界人口的日益增长和陆地资源不断的消耗，未来人类的生存会越来越依赖于海洋，海洋将成为矿产、能源和食品资源的主要供应基地。为此，海洋开发被列为未来世界发展的重点目标之一。海水中含有大量的以NaCl为主的盐类，占总含盐量的88.7％。由于它们易于电离，使海水中的氯离子含量增高，海水中金属表面难以保持稳定的钝态，易于发生电化学腐蚀，极易发生劣化破坏。目前海洋污染趋于严重，海洋环境更加复杂，从而使得海洋工程用钢材的腐蚀问题更加突出。大型海洋工程结构在海洋环境中的腐蚀一般分为4个区：大气区、飞溅区、潮差区、全浸区。

飞溅区是指平均高潮线以上海洋飞溅所能湿润的位置。在这个部位，金属材料表面连续不断地被海水湿润，海水又与空气充分接触，含氧量充分，含盐量很高，加上海水的冲击作用，腐蚀在这个部位最为严重。当很高的风速和海流速造成强烈的海水运动时，海水的冲击会在飞溅区成磨耗－腐蚀联合作用的破坏。同时强烈的海水冲击不断地破坏腐蚀产物和保护涂层，增加了飞溅区的腐蚀。飞溅区金属表面温度更接近于大气温度(夏天比海水温度高很多)。风浪大的热带海域钢铁在飞溅区的腐蚀最为严重。

传统钢铁材料的防腐蚀方法大致可分为4类：①涂层法；②长效法；③阴极保护；④采用本身具有抗腐蚀能力的不锈钢。但大规模使用预防措施所产生的环境污染大、能耗大、投资大，其成本高得难以承受，并且不锈钢的力学性能和焊接性能也很难满足各种工程的需要，因而钢铁材料的腐蚀情况一直没有得到根本的控制。研究表明，通过添加微量合金元素可以在钢材表面形成含有特定结构、具有离子选择特性的致密保护层，使钢材本身具有耐腐蚀性能，并保持优良的综合力学性能及使用性能。

日本川崎制铁株式会社申请的专利：适于高温多湿环境的耐海水腐蚀钢及其制造方法，申请(专利)号：CN94115981.7；针对高温多湿的腐蚀环境设计，用于船舶构件(如压载箱)，其化学成分(重量百分比)为：C＜0.1％，Si＜0.50％，Mn＜1.5％，Ni＜1.5％，Cr0.5％～3.5％，Mo＜0.8％，Nb0.005％～0.05％，Ti0.005％～0.05％，AlT0.005％～0.050％，N0.002％～0.012％；该专利采取无合金元素Cu的设计，将影响保护性锈层的生成，对提高钢的耐蚀性能不利，另外其最高Cr含量达3.5％，不但提高钢材成本，且过高的Cr含量可能反而加速钢的腐蚀。