[发明专利]一种耐候钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐候钢及其制备方法，按重量百分比计，包括：C：0.05％～0.08％、Si：0.10％～0.18％、Mn：1.06％～1.45％、Cr：0.46％～0.57％、Ni：0.32％～0.78％、Cu：0.26％～0.31％、P：0.06％～0.010％、S：0.06％～0.010％、Ti：0％～0.12％、Mo：0％～0.63％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明通过合理的化学成分设计，再通过中频感应炉冶炼出符合成分设计范围的铸锭，最终得到组织为铁素体和马氏体的耐候钢。本发明耐候钢具有优异的综合性能，添加Mo、Ti等微合金元素，不仅能满足海洋这种高湿高盐雾的苛刻服役环境对高耐候性的要求，还能满足钢材稳定的力学性能要求。本发明在保证耐候钢良好的耐海洋环境腐蚀的同时有效提高耐候钢的强度，该方法经济、高效，方法简单且易于推广。

技术领域

本发明属于耐候钢技术领域，具体涉及一种耐候钢及其制备方法。

背景技术

钢的腐蚀现象遍及各个领域，危害十分严重，据统计，每年因钢结构腐蚀造成的经济损失占GDP的4％。海洋环境由于湿热、高氯离子环境腐蚀相对复杂，海洋环境腐蚀会导致钢铁材料发生更严重的失效行为，钢铁在海洋环境下的腐蚀普遍给能源、船舶工业的发展及海洋资源的开发利用带来严重的危害，这对耐海洋环境耐腐蚀钢种即耐候钢的研发变得越来越重要。

耐候钢，即耐大气环境腐蚀钢，由普碳钢添加少量耐蚀性元素而成。耐候性为普通碳钢的2～8倍，具有耐锈、抗腐蚀等特点。耐候钢一般应用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备等结构件。尤其海洋大气环境下设施设备常年暴露于高温、高湿、高盐雾、高辐射的环境中，目前已普通的耐候钢种在该环境下表现出寿命缩短、过早报废、频繁修补与维护，显著降低了设施设备的完好率，直接影响岛礁工程的可靠性和使用寿命。由于海洋环境下具有的耐候钢具有更为苛刻的腐蚀不利条件，因此需要开发新型耐候钢种，在保证钢材服役安全性的同时提高钢的耐海洋大气腐蚀性，有利于节能减排和钢铁使用寿命的减量化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种耐候钢及其制备方法，用于解决耐候钢在海洋环境导致钢铁材料发生严重失效行为的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种耐候钢，按重量百分比计，包括：C：0.05％～0.08％、Si：0.10％～0.18％、Mn：1.06％～1.45％、Cr：0.46％～0.57％、Ni：0.32％～0.78％、Cu：0.26％～0.31％、P：0.06％～0.010％、S：0.06％～0.010％、Ti：0％～0.12％、Mo：0％～0.63％，其余为Fe和不可避免的杂质。

具体的，候钢的室温屈服强度为580～592MPa，抗拉强度655～669MPa，延伸率为17％～21％。

具体的，耐候钢的腐蚀增重为9.42～9.55mg/cm²，腐蚀速率为0.0390～0.0403mg/cm²·h。

具体的，耐候钢的金相组织为离散分布的铁素体+马奥岛组织。

本发明的另一技术方案是，一种耐候钢制备方法，包括以下步骤：

将工业纯铁、锰铁、低碳铬铁、纯铜、纯镍、钛铁、钼铁、生铁和纯铝依次加入中频感应炉内进行冶炼，直到得到钢液，向钢液中喂入铝线进行脱氧处理；然后加入珍珠岩，然后控制速度对钢液进行浇注，得到铸钢，待铸钢冷却后得到所需耐候钢材料。

具体的，按质量百分比计：锰铁1.75％～1.81％，低碳铬铁0.87％～0.94％，纯铜0.29％～0.36％，纯镍0.32％～0.39％，钛铁0％～0.78％，钼铁0％～1.16％，生铁1.05％～1.13％，余量为工业纯铁，其中，每公斤钢液使用2～3g纯铝进行脱氧处理。

具体的，中频感应炉内进行冶炼前，先预热到1589～1628℃。