本发明专利技术的目的在于提供一种抗海水和潮湿环境腐蚀钢，使本发明专利技术的钢材较为经济实用，且具有优良的韧性，焊接工艺性和耐海水腐蚀性能，该耐腐蚀钢成分重量百分比为：Ｃ：０．０６～０．０９％；Ｓｉ：０．２０～０．５０％；Ｍｎ：０．３０～０．４０％；Ｃｒ：１．００～１．２０％；Ａｌ：０．４０～０．６０％；Ｍｏ：０．２５～０．３５％；Ｐ：≤０．０１５％；Ｓ：≤０．０１０％；Ｃｕ：≤０．１５％；Ｎｉ：≤０．２０％；Ｔｉ：≤０．０２０％；Ｓｎ：≤０．０２０％；Ａｓ：≤０．０２０％；Ｐｂ：≤０．００２５％；Ｂｉ：≤０．０１０％；Ｓｂ：≤０．００４％；［Ｎ］：≤０．０３０％；［Ｏ］：≤０．００２５％；［Ｈ］：≤０．０００１５％；其余为Ｆｅ和不可避免杂质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金行业铁基合金钢质量设计，尤其是涉及抗海水和潮湿环境腐蚀钢。
技术介绍
世界上，海洋约占地球表面积的十分之七，是一个丰富的天然资源宝库，近年来我国和世界各国都极为重视海洋的开发，因此对抗海水腐蚀钢的研发和应用就显得尤为重要和迫切。众所周知在海水环境(潮湿、含盐)中，对钢的侵蚀非常严重，其锈蚀程度是一般碳结钢正常使用时的3～7倍，因此，要求材料在使用寿命期内应具有良好的耐腐蚀性，高的力学性能和优良的可焊接性。奥氏体不锈钢(如304、316等)由于在氯化物溶液中易产生应力腐蚀，且由于资源附加费较高，因此在海水环境中使用受到很大的限制。抗海水腐蚀并适用于非常潮湿的环境，且经济性良好的商品钢，一直以来在海水淡化装备或用海水作冷却介质的换热设备制造业具有很大的市场需求。耐海水腐蚀钢的发展较耐大气腐蚀钢晚，系统的研究合金元素对耐蚀性能的影响是从二十世纪三十年代后半期开始的。美国钢铁公司从1946年起研究了各种低合金钢耐海水腐蚀性能，1967年发表了商品名称为Mariner(“马丽娜”)的耐海水腐蚀钢。该钢在海水飞溅带具有优良的耐蚀性能，同时点蚀也较轻，这种钢主要是针对在飞溅带耐海水腐蚀设计的，但它在全浸带的耐蚀性，比碳钢好不了多少。而且因钢中含有较多的磷使低温冲击性能和焊接性能很差。后来，世界各国在继续生产适用于飞溅带条件下的含铜和高磷的低合金钢的同时，把发展耐海水腐蚀钢的主要方向转向于研究适用于海水全浸带耐蚀的焊接钢(用全浸耐蚀合金元素铬或锰与铝代替铜与磷)，特别是可以兼用于飞溅带和全浸带的焊接用钢(例如在加入耐飞溅带海水腐蚀的合金元素铜、硅或锰的基础上，再加入铬或铬与铝并降低磷含量)发展了各种耐海水腐蚀钢。我国发展耐海水腐蚀钢较晚，起步于廿世纪七十年代。虽然已进行了大量试验研究工作，试制了300～400余个钢种，在1)Nb、P、Re系；2)Cr-AL系；3)P-V系等低合金钢系列中筛选，并且有部分钢种已批量生产，但毕竟时间较短，缺乏长期性能数据积累。我国各种耐海水腐蚀试验钢种的性能特点，同样是含铜和高磷的钢，其间浸耐蚀性及含铬、铝的全浸耐蚀性较好，而含磷量高的钢种其焊接性差。至今未有纳入国标的成熟钢种。在污染海水及油船的油舱和输油管使用的耐海水腐蚀用钢，要求含有较多的铬或铬与钼相配合，这种钢在污染海水中的抗腐蚀性为普通低碳钢的二倍。油船的油舱和输油管处于海水与原油交替浸蚀，油舱内壁材料和输油管腐蚀强烈，有试验认为1～2％铬钢及低碳(0.06％)的铬-钼钢做油船输油管用材最好。国内在海水淡化装置用材中多数采用10～20#的优质碳素结构钢，效果欠佳，腐蚀严重。二十世纪八十年代用廉价的低合金钢的研究工作受到较多的注意，在海水淡化生产条件下的腐蚀环境中(高温海水)以及海水中溶氧量对于铁基和铜基材料的腐蚀是决定因素的，而在脱气海水中尽管温度较高(约为125℃)由于溶氧量少，因而铁基材料的腐蚀速率很低，而且在高温海水中更容易显出合金元素降低腐蚀速率的效果。因而在海水淡化装置中更多的应用低合金钢是有发展前途的。试验结果表明，铬、铝、钼、硅等元素及适量的钡、钛能够提高钢的耐蚀性。在国外海水淡化装置用钢的研究工作中，以铬为主并与其它元素相配合而研制的低合金钢取得了很好的效果。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种较为经济实用的抗海水和潮湿环境腐蚀钢，使其具有高纯净度，优良的焊接接头显微组织，硬度适中能与16MnR壳体钢板相匹配的特点，提高海水淡化设备和沿海工厂以海水作介质冷凝系统设备用钢材的强韧性，焊接工艺性和耐海水腐蚀性能，满足化工机械设备用钢材的要求。为达到上述目的，本专利技术提供一种抗海水和潮湿环境耐腐蚀钢，其成分为(重量百分比wt％) C 0.06～0.09％，Si 0.20～0.50％，Mn 0.30～0.40％，Cr 1.00～1.20％，Al0.40～0.60％，Mo 0.25～0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cu≤0.15％，Ni≤0.20％，Ti≤0.020％，Sn≤0.020％，As≤0.020％，Pb≤0.0025％，Bi≤0.010％，Sb≤0.004％，≤0.030％，≤0.0025％，≤0.00015％，其余为Fe和不可避免的杂质组成。优选的，根据本专利技术的抗海水和潮湿环境耐腐蚀钢，其成分为(重量百分比wt％)C 0.06～0.09％，Si 0.20～0.50％，Mn 0.30～0.40％，Cr1.00～1.20％，Al 0.40～0.60％，Mo 0.25～0.35％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cu≤0.15％，Ni≤0.20％，Ti≤0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质组成。众所周知，海洋环境中的金属腐蚀类型，除了腐蚀疲劳以外，在海水中还会产生其它类型的腐蚀，即全面腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀开裂等。每类体系的合金在海水中都有一种特征的腐蚀行为。焊接区往往成为可能发生腐蚀疲劳的关键部位，由于焊接操作使这个区域中材料冶金组织变得与基体材料不同，以及残余应力的存在，将会显著影响焊接试件的腐蚀疲劳强度。因此合金钢的成份设计主要还是从耐蚀及焊接性能的优化方面考虑，其合金化的途径主要为1)提高金属热力学稳定用热力学稳定性高的元素进行合金化，加入热力学稳定性高的合金元素，合金元素把其固有的高热力学稳定性带给合金，提高了合金的平衡电位。在其它条件不变的情况下，降低腐蚀电流可以提高耐蚀性。2)减弱合金的阴极活性通过减小金属或合金中活性阴极的面积，可以加大阴极极化电流密度增加阴极极化程度，阻滞阴性过程的进行，从而提高合金的耐蚀性。通过固溶处理，造成单相组织，消除作为活性阴极的第二相，可以提高合金的耐蚀性，往合金中加入析氢过电位(析出氢气的临界电位)高的合金元素，提高合金的阴极析氢过电位，可以显著的降低合金的腐蚀速率。3)减弱合金的阳极活性用合金化的方法减弱合金的阳极活性，阻滞阳极极化过程的进行，可以提高合金的耐蚀性。在金属耐蚀合金化的措施中，这种方法是最有效的，也是应用最广泛的。它是用减小合金表面起阳极作用的第二相，或减少阳极区域的面积来实现。这种合金化的一种途径是晶界区为阳极时通过热处理使晶界变得薄而纯净，另一种是合金中加入钝化的合金元素。以下是本专利技术专利主要元素的作用及其限定说明碳碳是提高钢强度的主要元素，但在耐海水腐蚀低合金钢中的碳含量应尽量放低，以大幅度提高焊接性能并形成更多的铁素体组织，按目前冶金技术水平，碳含量宜控制在0.09％以下，但也不能低于0.06％，否则无法达到获得更多的铁素体组织和400～540Mpa抗拉强度的要求。硅硅对降低钢在海水飞溅区腐蚀速率是有效的，硅还可以减少点蚀。当硅与铬、钼、铝复合加入时，则有更好的效果。本专利技术考虑良好的脱氧效果及钢的纯净度，将其设计为0.20～0.50％。锰锰是弱碳化物形成元素，较多的锰含量可以使钢的抗蚀性能得到改善；抗蚀能力的提高在于(FeMn)3C中Mn提高了碳化物的稳定性，锰能提高钢的高温强度，碳含量降低可以增加锰来弥补强度不足。从焊接角度出发，锰的碳当量只是碳的1/6，在低碳情况下加入适当的锰既具有较高的强韧性能又能获得良好的焊接性能，故锰控制在0.30～0.40％范围内。铬可无限固溶于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗海水和潮湿环境腐蚀钢，其成分重量百分比为：Ｃ：０．０６～０．０９％；Ｓｉ：０．２０～０．５０％；Ｍｎ：０．３０～０．４０％；Ｃｒ：１．００～１．２０％；Ａｌ：０．４０～０．６０％；Ｍｏ： ０．２５～０．３５％；Ｐ：≤０．０１５％；Ｓ：≤０．０１０％；Ｃｕ：≤０．１５％；Ｎｉ：≤０．２０％；Ｔｉ：≤０．０２０％；Ｓｎ：≤０．０２０％；Ａｓ：≤０．０２０％；Ｐｂ：≤ ０．００２５％；Ｂｉ：≤０．０１０％；Ｓｂ：≤０．００４％；［Ｎ］：≤０．０３０％；［Ｏ］：≤０．００２５％；［Ｈ］：≤０．０００１５％；其余为Ｆｅ和不可避免杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽民，陈新建，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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