一种低密度高耐海洋环境腐蚀钢板及其生产工艺制造技术

技术编号:9964896 阅读:118 留言:0更新日期:2014-04-24 20:48
本发明专利技术提供了一种低密度高耐海洋环境腐蚀钢板及其生产工艺,其化学成分按重量百分比为:C0.03~0.10、Si0.1~0.8、Mn0.5~1.5、P≤0.015、S≤0.005、Als0.1~2.0、Sn0.01~0.30、Cr0.1~0.8、Ni0.1~0.5、Mo0.05~0.45、Ti0.01~0.05,余量为Fe和不可避免的杂质。生产工艺包括转炉冶炼工序,LF精炼工序,真空脱气工序,连铸工序,控轧控冷工序等。该钢板的组织类型理论上为单相多边形铁素体精细组织,在实际工业生产中不可避免的含有极少量的珠光体组织,其耐海洋环境(海洋大气、潮差、全浸等)腐蚀性能在相同服役环境下较EH36船体结构钢可提高近70%,而且具有良好的强韧性匹配及焊接性能。本发明专利技术生产工艺简单、生产成本低、性能稳定、表面质量优良、耐海洋环境腐蚀性能提高显著。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种低密度高耐海洋环境腐蚀钢板及其生产工艺,其化学成分按重量百分比为:C0.03~0.10、Si0.1~0.8、Mn0.5~1.5、P≤0.015、S≤0.005、Als0.1~2.0、Sn0.01~0.30、Cr0.1~0.8、Ni0.1~0.5、Mo0.05~0.45、Ti0.01~0.05,余量为Fe和不可避免的杂质。生产工艺包括转炉冶炼工序,LF精炼工序,真空脱气工序,连铸工序,控轧控冷工序等。该钢板的组织类型理论上为单相多边形铁素体精细组织,在实际工业生产中不可避免的含有极少量的珠光体组织,其耐海洋环境(海洋大气、潮差、全浸等)腐蚀性能在相同服役环境下较EH36船体结构钢可提高近70%,而且具有良好的强韧性匹配及焊接性能。本专利技术生产工艺简单、生产成本低、性能稳定、表面质量优良、耐海洋环境腐蚀性能提高显著。【专利说明】一种低密度高耐海洋环境腐蚀钢板及其生产工艺
本专利技术属于低合金耐蚀钢中厚板(60mm)的制造领域,特别涉及一种低密度高耐海洋环境(海洋大气、潮差、全浸)腐蚀钢板及其生产工艺。
技术介绍
党的十八大报告提出,“提高海洋资源开发能力,发展海洋经济,保护海洋生态环境,坚决维护国家海洋权益,建设海洋强国。”这是党中央准确把握时代发展趋势、深刻分析国内外政治经济形势作出的重要战略决策,为我国海洋事业发展指明了方向。在《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的高端装备制造业中提出了“面向海洋资源开发,大力发展海洋工程装备。”“十二五”发展规划也已将海洋工程装备制造列为战略性新兴产业加以扶持,预计“十二五”期间,我国对海工装备制造的投入将达2500亿~3000亿元。海洋工程装备是指用于海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理及后勤服务等方面的大型工程装备和辅助性装备。随着未来我国海洋工程装备制造业的快速发展,与之相配套的海洋工程用钢必然会成为钢铁需求的新亮点,海洋工程用钢的研发与生产也将成为大家关注的热点。因此开发海洋工程用钢新产品具有显著的经济效益和社会效益。在海洋环境中,腐蚀是船舶与海洋工程结构钢主要的破坏形式。根据海洋环境腐蚀特点的不同,可把其划分为海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区、水/泥界面区、海底泥土区,不同区域的腐蚀类型不同,相应不同腐蚀因素对腐蚀影响程度亦相差甚远。海洋环境腐蚀的影响因素众多,受材料组成、海水化学性质、海水PH值、溶氧量、海水盐度、海水温度、海水流速、微生物的种类及数量等多种因素复合影响。海洋如此复杂的服役环境以及人们对船舶与海洋工程用钢使用寿命的要求对适用于不同海洋环境的工程用钢提出了巨大的挑战。在已公开的有关耐海洋环境腐蚀用钢的专利中,2008年12月10日公开的CN101319293A介绍了一种耐海水腐蚀钢及其生产工艺,按重量百分比计,其钢水的化学组成为:C 0.070-0.120、Mn 0.500-0.650、P 0.000~0.020、S 0.00(T0.015、Si 0.250~0.450、Cr0.800~1.200、Μο 0.200~0.300、Alt 0.450-θ.600、Ti 0.006~0.020,余量为 Fe 和不可避免的杂质,该钢种的耐海水腐蚀蚀合金体系为法国的APS系列,其主要耐蚀成分为Cr-Mo-Al,其问题在于该钢种强度级别较低,而且其耐蚀性能受耐蚀元素种类及含量的限制,耐海洋环境腐蚀性能提高并不明显。2009年3月18日公开的日本杰富意钢铁株式会社的CN 101389782A和2012年4月4日申请公布的中国专利CN 102400059A,均公开了一种适用于船舶压载舱用耐蚀钢板,两个专利中的Al元素最高含量均为0.1%,其中中国专利CN 102400059A在Cr-Mo-Al系列的基础上添加了 Ni元素,日本杰富意的CN 101389782A耐蚀元素种类较多,涉及Cr-Al-W-Sn-Sb-N1-Mo-Co,此两专利专利技术的耐蚀钢适用于船舶压载舱用腐蚀环境,一般情况下,压载舱下底板会被一层油膜所覆盖,成分为油泥和积水,通常油膜的存在对底板具有保护作用,会降低腐蚀速率。其与本专利技术的耐海洋环境腐蚀钢的服役环境不同,合金系统亦不相同。
技术实现思路
根据国家海洋战略及市场的急切需求,本专利的目的在于提供一种低密度高耐海洋环境(海洋大气、潮差、全浸)腐蚀钢板及其生产工艺,通过合理的合金成分设计及有效的工艺控制,使其产品满足EH36船体结构钢的力学性能标准,在相同海洋服役环境下,其耐蚀性能提高近70%,并具有良好的焊接性能。为达到上述专利技术的目的,本专利技术采用了如下技术方案: 一种低密度高耐海洋环境腐蚀钢板,所述的低密度高耐海洋环境腐蚀钢板,按重量百分比计其化学成分为:C 0.03~0.10、Si 0.θ.8、Mn 0.5~1.5、P ≤ 0.015、S ≤ 0.005、Als0.2.0,Sn 0.ΟΟ.30,Cr 0.θ.8,Ni 0.θ.5,Mo 0.05~0.45、Ti 0.01 ~0.05,余量为 Fe和不可避免的杂质。根据实施例,所述低密度高耐海洋环境腐蚀钢板按重量百分比计,其所包含的化学成分具体为:c 0.07,Si 0.18,Mn 0.92,P 0.010,S 0.003,Cu 0.04,Al 0.38,Sn 0.036、Cr 0.68,Ni 0.20,Mo 0.19,Ti 0.016,0 0.0019、N 0.0045,余量为Fe和不可避免的杂质。根据实施例,所述低密度高耐海洋环境腐蚀钢板按重量百分比计,其所包含的化学成分具体为:C 0.08、Si 0.20、Mn 0.87、P 0.010、S 0.003、Cu 0.039、Al 0.45、Sn0.036,Cr 0.71、Ni 0.20、Mo 0.21、Ti 0.015,0 0.0022、N 0.0050,余量为 Fe 和不可避免的杂质。本专利技术提供的低密度高耐海洋环境腐蚀钢板的生产工艺,其基本生产工艺流程包括转炉冶炼和连铸工艺以及控轧控冷工序; 所述冶炼和连铸工艺包括: 1)转炉采用单渣工艺冶炼,终渣碱度控制在R=3.0~4.0,采用有效的挡渣操作,杜绝大量下洛,放钢时间不小于4min ; 2)LF精炼过程采用铝粒、碳化硅、碳化钙调渣,终渣碱度控制在2.2以上; 3)连铸过程采用含铝钢保护渣,过热度控制在20°C以内,二冷采用弱冷,浇铸过程按温度、拉速匹配操作; 4)连铸坯切定尺后进行堆垛缓冷至室温; 所述控轧控冷工艺包括: O板坯在加热炉内均热段时间不低于40min,出炉温度控制在1200±10°C ; 2)采用两阶段轧制,在再结晶区轧制时,保证粗轧最后两道次的压下率均>20%,再结晶区终轧温度> 970°C,中间坯厚度选择3倍的待温坯;在未再结晶区轧制时,开始温度控制在940±10°C,终止温度控制在910±10°C ; 3)轧后开冷温度控制在890±10°C,终冷温度控制在730±10°C,冷却速度为7、°C/s ; 4)热矫直后进行堆垛缓冷,堆垛钢板数量不少于10张,开始缓冷温度不能低于250°C,缓冷15h。该钢板的组织类型为单相多边形铁素体精细组织或含有极少量的珠光体组织,后续不本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种低密度高耐海洋环境腐蚀钢板,其特征在于,所述的低密度高耐海洋环境腐蚀钢板,按重量百分比计其化学成分为:C?0.03~0.10、Si?0.1~0.8、Mn?0.87、P?0.010、S≤0.005、Als?0.1~2.0、Sn?0.01~0.30、Cr?0.1~0.8、Ni?0.1~0.5、Mo?0.05~0.45、Ti?0.01~0.05,余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:于浩周涛李海旭
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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