[发明专利]一种550MPa级热轧高强度高耐候钢及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及耐候钢材料领域，尤其涉及一种550MPa级热轧高强度高耐候钢及其制备方法和应用；以质量分数计，所述热轧高强度高耐候钢的化学成分包括：C：0.043％～0.048％，Si：0.51％～0.59％，Mn：0.61％～0.68％，P：0.101％～0.109％，S：0.0031％～0.0038％，Al：0.071％～0.079％，Ti：0.062％～0.067％，Cu：0.251％～0.259％，Cr：1.31％～1.42％，N：0.0031％～0.0034％，其余为Fe及不可避免的杂质；采用低C含量、低Mn含量和高Ti含量的微合金化设计，提高整体高耐候钢强度，降低轧制过程的变形抗力，轧制稳定性好，针对Si、P、Cu和Cr元素进行复合耐候性设计，充分发挥Si、P等廉价耐候性元素对耐候性能及固溶强化的贡献，再利用Cu，降低碳化铬对耐候性和韧性的不利影响，实现耐候性和强韧性同步提升，降低轧制难度和合金成本并兼顾高耐候性能。

技术领域

本申请涉及耐候钢材料领域，尤其涉及一种550MPa级热轧高强度高耐候钢及其制备方法和应用。

背景技术

耐候钢作为具有良好耐大气腐蚀性能的一种功能化的结构钢，已被广泛应用于集装箱、铁路车辆、桥梁、建筑、塔架、光伏支架等领域，但目前普遍存在着轻量化和耐蚀性不足，使用寿命偏低的问题，潜在解决方案也存在贵重合金添加量过大，成本高、焊接性能偏差等问题，已制约了钢结构行业绿色高质量发展。目前，在高强耐候钢中屈服强度550MPa级使用较多，而屈服550MPa及以上薄规格高强耐候钢按耐候性合金元素可划分为Cr-Ni-Cu体系、Cr-Ni-Cu-P体系和Cr-Cu-P体系，目前以Cr-Ni-Cu体系为主。但是存在以下缺点：

1)Cr-Ni-Cu耐候合金体系：虽然与碳钢相比，其耐候性能增加约1倍，可满足田园及工业大气环境下的相对腐蚀速率≤55％要求，但达不到相对腐蚀速率≤35％高耐候性要求，且贵重合金Ni元素添加较多，成本偏高，经济性不强；

2)Cr-Ni-Cu-P耐候合金体系：该体系主要应用于薄板坯连铸连轧产线和薄带铸轧产线，但是存在微合金化成本高、需添加大量贵重合金Cu元素和Ni元素，经济性P元素对耐候性能的贡献未充分发挥的问题；

3)Cr-Cu-P耐候合金体系：该体系的耐候性指数较低，不能满足高耐候性要求。

因此如何提供一种不含或者含少量贵重金属元素的热轧高强度高耐候钢，以降低合金成本并兼顾高耐候性能，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种550MPa级热轧高强度高耐候钢及其制备方法和应用，以解决现有技术中高耐候钢中贵重合金加入量过多且难以兼顾高耐候性能的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种550MPa级热轧高强度高耐候钢，以质量分数计，所述热轧高强度高耐候钢的化学成分包括：C：0.043％～0.048％，Si：0.51％～0.59％，Mn：0.61％～0.68％，P：0.101％～0.109％，S：0.0031％～0.0038％，Al：0.071％～0.079％，Ti：0.062％～0.067％，Cu：0.251％～0.259％，Cr：1.31％～1.42％，N：0.0031％～0.0034％，其余为Fe及不可避免的杂质。

可选的，所述热轧高强度高耐候钢的组织包括准多边形铁素体和弥散分布的TiC纳米级析出物，其中，在所述准多边形铁素体中粒径为3nm～7nm级的纳米级析出相占所述TiC纳米级析出物的83％以上。

可选的，所述热轧高强度高耐候钢的厚度h为1.2mm～8.0mm。

第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的热轧高强度高耐候钢的方法，所述方法包括：

得到含第一方面所述的热轧高强度高耐候钢相同化学成分的铸坯；

对所述铸坯进行加热，后依次进行粗除鳞、定宽、粗轧和飞剪，得到中间板坯；