[发明专利]一种高强低成本光伏支架用耐候钢及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高强低成本光伏支架用耐候钢及其制备方法。该耐候钢化学成分及其质量百分含量为：C≤0.10％，Si：0.02～0.50％，Mn：0.80～2.00％，P≤0.030％，S≤0.005％，Cr：0.20～0.80％，Cu：0.20～0.60％，W：0.05～0.50％，Als：0.010～0.050％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明通过采用W取代常规的昂贵耐蚀元素Ni，同时降低Si的含量，保证了钢种的力学、焊接等综合性能的同时，还具有优异的耐蚀性能，可在环境腐蚀等级C1‑C3的大气环境下裸露使用，大大降低了支架全寿命周期的成本，环境污染小，资源消耗少，具有良好的应用价值。

技术领域

本发明属于耐候钢技术领域，具体涉及一种高强低成本光伏支架用耐候钢及其制备方法和应用。

背景技术

随着光伏产业的发展，光伏行业用钢量大幅增加，我国西北地区因其地域广阔、光照充足、建设成本低，成为了商用光伏电站的主要建设场所。目前在建的光伏支架普遍采用传统的热浸镀锌钢支架，但是采用传统的热浸镀锌钢支架由于环境污染大、工艺效率低、消耗大、质量水平低等问题已无法满足项目对工程造价的控制要求。

同时材料腐蚀广泛存在于社会经济建设的各个领域，由腐蚀引起的各类事故触目惊心，并且对社会经济的发展造成严重地影响。我国每年腐蚀成本约占GDP的3.4％。光伏支架长期暴露在大气环境中，不同程度的腐蚀会对支架结构件产生不同程度的腐蚀损伤，从而影响其安全可靠性和耐久性。并且商用太阳能光伏电站较多建于戈壁荒野，风沙大，材料的韧性和耐磨性能也是必须考虑的因素。

耐候钢支架由于其高耐蚀、成本低、更环保等优势正越来越多受到关注。耐候钢因其自重轻、维护成本低、建造效率高等优势早就在美国、日本和欧洲被用于钢结构。在美国，耐候钢的最大用途是建造桥梁，并扩大了裸露方式的使用，使用裸露耐候钢的建筑物达500座以上。在日本，从1965年开始，建筑物屋顶、百叶窗、钢骨、外装面板灯等外部部件开始裸露使用耐候钢。

因此面对光伏行业绿色低碳、高强耐蚀的发展趋势，开发一种高强度、高耐蚀、低成本的光伏支架用耐候钢是光伏行业的迫切需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对传统热浸镀锌钢光伏支架环境污染大、工艺效率低、消耗大、强度低，以及支架在实际服役大气环境中的大气腐蚀、风沙侵蚀等问题，提供一种高强(屈服强度690MPa级)、低成本、高耐蚀的光伏支架用耐候钢及其制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种高强低成本光伏支架用耐候钢，所述耐候钢化学成分及其质量百分含量为：C≤0.10％，Si：0.02～0.50％，Mn：0.80～2.00％，P≤0.030％，S≤0.005％，Cr：0.20～0.80％，Cu：0.20～0.60％，W：0.05～0.50％，Als：0.010～0.050％，余量为Fe及不可避免的杂质。

按上述方案，所述耐候钢中，按质量百分比计，W含量为0.05～0.20％。

按上述方案，所述耐候钢中，按质量百分比计，Si含量为0.05～0.20％。

按上述方案，所述高强低成本光伏支架用耐候钢，包括以下质量百分比的化学成分：C：0.03～0.06％，Si：0.05～0.20％，Mn：1.00～1.80％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cr：0.50～0.60％，Cu：0.30～0.50％，W：0.05～0.20％，Als：0.015～0.050％，余量为Fe及不可避免的杂质。

按上述方案，以TB/T 2375进行168小时的周浸腐蚀试验，所得耐候钢的相对腐蚀速率≤45％。

按上述方案，所述高强低成本光伏支架用耐候钢的屈服强度≥690MPa，抗拉强度为820～920MPa，延伸率为≥18％，低温冲击功为≥200J。