一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢及其生产方法技术

本发明专利技术提供的高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢，其各成分的重量百分比为：C≤0.030%；Cr24.00~26.00%；Ni6.00~8.00%；Mo2.00~4.00%；W1.00~2.00%；N0.24~0.32%；Mn≤1.20%；Cu≤0.50%；Si≤0.80%；P＜0.035%；S＜0.020%；B＜0.010%；Mg0.003~0.005%；Ca＜0.008%；RE0.04~0.10%；所述RE为Ce、La、Pr、Nd中的任意一种或任意比例混合的任意两种、三种或四种；余量为Fe。该双相不锈螺纹钢的生产方法包括：电炉或感应炉‑AOD精炼‑LF精炼‑方坯连铸；铸坯加热‑轧制成品。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢及其生产方法
本专利技术涉及不锈螺纹钢
，特别是涉及一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢及其生产方法。
技术介绍
我国海域辽阔，跨越热带、亚热带和温带，海岸线长达3万多公里，海洋资源丰富，特别是油气资源，开发潜力巨大。我国将大力发展海洋经济和加快沿海地区综合开发，海洋经济已经成为我国国民经济发展的新增长点。海洋工程建筑业作为海洋经济的重要组成部分和海洋经济发展的基础产业，其发展前景广阔，将极大地促进与之配套的海洋建筑结构用钢筋的繁荣和发展。海洋建筑工程用钢筋材料主要用于沿海、近海、远海等海洋工程建设，其服役环境十分恶劣。高氯离子浓度、高温、高湿、浪涌、飞溅、海洋生物多等因素都对钢筋材料的耐腐蚀和力学性能提出了严峻的考验。目前大量用于普通钢筋混凝土结构中的碳素钢筋致命弱点是耐氯离子点蚀能力差，在海洋环境下极易被锈蚀，导致结构性能退化，严重缩短了混凝土结构的服役寿命。近年来，为了使建筑物达到100年使用寿命设计要求和降低建筑的后期维护成本，欧美国家陆续开发使用了不锈钢钢筋，如304、316等奥氏体不锈钢钢筋，2205双相不锈钢钢筋及2304和2101经济型双相不锈钢钢筋。随着我国全面实施海洋战略，未来几年内跨海大桥、海底隧道、岛礁等海洋建筑重点工程将进入快速发展期，高强度(屈服强度≥600MPa)高耐蚀(PREN≥40)的双相不锈钢钢筋以其高性能、全寿命周期成本优势存在巨大的潜在市场需求。然而，高强度高耐蚀双相不锈钢钢筋氮含量较高、变形抗力较大、热塑性较差、钢中有害相析出行为更复杂且对性能影响显著、钢筋表面横纵肋容易轧制开裂、定尺长、平直度要求高，因此高强度高耐蚀性的双相不锈钢钢筋的生产技术难度更大。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢及其生产方法。本专利技术的一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢，其各化学成分按重量百分比为：C≤0.030％；Cr24.00～26.00％；Ni6.00～8.00％；Mo2.00～4.00％；W1.00～2.00％；N0.24～0.32％；Mn≤1.20％；Cu≤0.50％；Si≤0.80％；P＜0.035％；S＜0.020％；B＜0.010％；Mg0.003～0.005％；Ca＜0.008％；RE0.04～0.10％；所述RE为Ce、La、Pr、Nd中的任意一种或任意比例混合的任意两种、三种或四种；余量为Fe。较佳地，该双相不锈螺纹钢包括奥氏体相和铁素体相，其中铁素体相的体积占比为40～60％。本专利技术另一方面的一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢的生产方法，其各化学成分重量百分比及铁素体相的体积占比如上所述，该生产方法包括以下步骤：第一步：电炉或感应炉-AOD精炼-LF精炼-方坯连铸(1)电炉或感应炉将转炉铁水及合金料在电炉或感应炉内进行初炼，控制出钢钢水P含量≤220ppm；(2)AOD精炼将初炼钢水兑入AOD炉中进行精炼，控制脱碳速率≥0.15％/min，并控制出钢时Cr、Ni、Mo、W的含量为：Cr24.00～26.00％，Ni6.00～8.00％，Mo2.00～4.00％，W1.00～2.00％；(3)LF精炼钢水进入LF工位进行精炼，加入精炼渣并通电化渣，控制LF精炼渣二元碱度≥4.2，向渣面加入1.3～1.6㎏铝粉/吨钢，向钢液加入0.15～0.25㎏铝丸/吨钢，随后向钢液中喂入0.005～0.008％钙线，控制钢水中P含量小于200ppm，S含量小于10ppm，钢中A类B类夹杂物均小于0.5级；(4)方坯连铸经连铸后制得方坯，控制方坯尺寸不超过240㎜x240㎜，并对铸坯表面进行全修磨处理；第二步：铸坯加热-轧制成品(1)铸坯加热将铸坯送入步进式加热炉中进行加热，铸坯依次经过预热段、加热段和均热段，均热段保温时间为每毫米厚铸坯加热0.95～1.05min，出炉温度为1230～1260℃；(2)开坯铸坯经开坯机轧制8～11道次，轧制成φ75～90㎜圆钢，开坯前温度为1200～1230℃，开坯后温度为980～1080摄氏度，降温等待；(3)粗轧坯料温度降到900℃以下时进入粗轧机，轧制得到φ45～55㎜圆钢；(4)剪切及中轧经过剪切将头部和尾部缺陷切净后进入中轧机，轧制成φ30～38㎜圆钢，控制中轧后温度≥880℃；(5)精轧及剪切采用精轧机轧制到成品规格，并控制终轧温度≥850℃，将精轧后的螺纹钢送入斜辊道夹送辊，之后通过倍尺剪切成要求长度，经冷床冷却、收集、打捆、酸洗后包装入库。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术的一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢通过添加微合金元素(B、Mg、RE中的一种或多种)，可细化晶粒，生产过程中通过提高加热温度，减少轧制道次，减少后续热轧开裂的风险，提高产品表面质量。2.本专利技术的一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢的生产方法，通过控制AOD炉脱碳速率，LF炉精炼渣二元碱度，LF炉加铝强化脱氧及钙处理，使钢水中的P含量小于200ppm，S含量小于10ppm，钢中A类B类夹杂物均小于0.5级，实现钢水高洁净度控制，从而改善钢的热塑性，利于后续轧制，并提高钢筋的耐腐蚀性能和力学性能。3.本专利技术生产的双相不锈螺纹钢的耐点蚀当量指数≥40，临界点蚀温度≥80℃(参考标准ASTMG150，CPT测量溶液为1MNaCl)；屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥850MPa，强屈比≥1.3，延伸率≥30，室温冲击功≥200J，优异的耐腐蚀和力学性能可满足苛刻海洋环境(高氯离子浓度、高温、高湿、高盐等)的要求。具体实施方式为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。根据本专利技术的成分设计范围，得到高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢铸坯的化学成分如表1所示。表1高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢铸坯的化学成分(wt％)将铸坯进行加热和轧制，工艺参数如表2所示。表2铸坯加热和轧制工艺参数实施例1实施例2实施例3实施例4加热温度/℃1230124012501260铸坯尺寸/mm150×150180×180220×220240×240开坯轧制道次/道次891011开坯前温度/℃1200121012201230开坯后温度/℃994102610491077粗轧温度/℃893896891889中轧后温度/℃885888889882终轧温度/℃861865864858对四种实施例的高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢进行耐腐蚀和力学性能测试，结果如表3所示。表3高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢的力学性能和耐腐蚀性能实施例1实施例2实施例3实施例4耐点蚀当量指数44.4043.2141.8240.82临界点蚀温度/℃86838987屈服强度/MPa662675679685抗拉强度/MPa874887894909强屈比1.321.311.311.33延伸率/％39.338.436.934.5室温冲击功/J248232240227注：耐点蚀当量指数＝％Cr+3.3×(％Mo+0.5×％W)+16×％N通过表3可以看出，本专利技术的高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢的耐点蚀当量指数超过40.82(40.82～44.40)，临界点蚀温度超过83℃(83～89℃)，屈服强度超过662MPa(662～685MPa)，抗拉强度超过874MPa(874本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢，其特征在于，所述双相不锈螺纹钢的各化学成分按重量百分比为：C≤0.030%；Cr24.00~26.00%；Ni6.00~8.00%；Mo2.00~4.00%；W1.00~2.00%；N0.24~0.32%；Mn≤1.20%；Cu≤0.50%；Si≤0.80%；P＜0.035%；S＜0.020%；B＜0.010%；Mg0.003~0.005%；Ca＜0.008%；RE0.04~0.10%；所述RE为Ce、La、Pr、Nd中的任意一种或任意比例混合的任意两种、三种或四种；余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢，其特征在于，所述双相不锈螺纹钢的各化学成分按重量百分比为：C≤0.030%；Cr24.00~26.00%；Ni6.00~8.00%；Mo2.00~4.00%；W1.00~2.00%；N0.24~0.32%；Mn≤1.20%；Cu≤0.50%；Si≤0.80%；P＜0.035%；S＜0.020%；B＜0.010%；Mg0.003~0.005%；Ca＜0.008%；RE0.04~0.10%；所述RE为Ce、La、Pr、Nd中的任意一种或任意比例混合的任意两种、三种或四种；余量为Fe。2.如权利要求1所述的一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢，其特征在于，所述双相不锈螺纹钢包括奥氏体相和铁素体相，其中铁素体相的体积占比为40~60%。3.一种如权利要求1或2所述的高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：电炉或感应炉-AOD精炼-LF精炼-方坯连铸（1）电炉或感应炉将转炉铁水及合金料在电炉或感应炉内进行初炼，控制出钢钢水P含量≤220ppm；（2）AOD精炼将初炼钢水兑入AOD炉中进行精炼，控制脱碳速率≥0.15%/min，并控制出钢时Cr、Ni、Mo、W的含量为：Cr24.00~26.00%，Ni6.00~8.00%，Mo2.00~4.00%，W1....

【专利技术属性】
技术研发人员：李花兵，翟海平，张彬彬，张树才，刘福斌，翟华平，姜周华，王庆，冯浩，孟钊，
申请(专利权)人：江苏星火特钢有限公司，东北大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32