一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢及其制备方法，属于金属材料冶炼领域。上述低合金钢是基于普通的耐候钢，采用高Cr以及合理的Si、Mo、Sb、Sn成分配比，具体为2

【技术实现步骤摘要】
一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于金属材料冶炼领域，具体涉及一种耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]火力发电厂、垃圾焚烧厂、石化等行业中，一般通过焚烧排放气体，这些气体主要由水、硫化物、氯化物、二氧化碳、氮气等构成，特别是硫化物，在100℃以上，容易产生硫酸凝结，因而会产生硫酸露点腐蚀。目前国内外对硫酸露点腐蚀已有较多研究，并形成了专门牌号：Q315NS和Q345NS。但随着国家对环保的重视，在冶金、电力、石化等工业中以燃煤、垃圾为燃烧的烟道系统和热交换系统设备，由传统高温排气转变为低温排气(≤130℃)，热交换器以及烟道不仅会受传统的耐硫酸露点腐蚀，也面临低温耐盐酸露点腐蚀，在盐酸的介质中，很多金属都会被其严重腐蚀。在实际的环境中，烟道、热交换器部件中会面临硫酸和盐酸混合腐蚀，环境会更加复杂，腐蚀会更加剧烈，普通耐候钢耐蚀钢SPA
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C已经完全不能够满足要求了。
[0003]目前市面上对于烟道、热交换器的用材很广，有的使用搪瓷材料，有的使用不锈钢，种类不一，搪瓷材料耐腐蚀性能强，但其搪瓷后加工性能差，且工序繁琐，表面脆性较大，如出现裂纹易导致整体材料报废；不锈钢耐蚀性能好，但其添加了大量贵重合金，成本昂贵，且生产难度大。因此急需一种成本低、易加工、易更换的耐硫酸和耐盐酸露点腐蚀材料。
[0004]目前，也有一些耐盐酸和硫酸腐蚀的低合金钢板的研究，比如公开号为CN103882311A的中国专利技术专利《具有优异耐盐酸和硫酸腐蚀性的低合金钢板及其生产方法》，公开了一种耐盐酸和硫酸腐蚀的低合金钢板，其化学成分采用(wt％)C：0.001～0.08、Si：0.1～0.55、Mn：0.3～1.5、P≤0.035、S:0.015～0.035、Ni：0.01～0.30、Cr：≤0.05、Cu：0.20～0.50、Nb：0.001～0.06、Sb：0.005～0.15、Ca：0.0005～0.004、Al：0.01～0.08、N：≤0.008、余量为Fe和不可避免的其他杂质元素，还可以进一步添加Mo：0.01～0.2、Re：0.001～0.05、Sn：0.01～0.15一种或者两种以上元素；或者Ti：0.001～0.06、V：0.001～0.06一种或者一种以上的元素，其20℃、20％H2SO4(24h)硫酸腐蚀速率为0.15～0.23mg/(cm2×
h)，但是其60℃、10.5％HCl(6h)盐酸腐蚀速率为1.1～3.5mg/(cm2×
h)，表明其耐盐酸腐蚀性能较差，可以进一步提高。再比如公开号为CN107868919B的中国专利技术专利《一种耐盐酸和硫酸腐蚀钢及其制备方法》，公开了一种耐盐酸和耐硫酸腐蚀钢，其化学成分采用(wt％)C：0.02～0.04、Si：0.2～0.4、Mn：0.8～1.0、P≤0.01、S：0.005～0.015、Cu：0.25～0.35、Cr：0.3～0.4、Ni:0.1～0.2、Sb：0.05～0.15、Sn：0.05～0.15、Mo：0.05～0.15，其余为Fe和不可避免的杂质，通过添加Cu、Sb、Sn、Mo改善耐盐酸和硫酸腐蚀性能，其70℃、50％硫酸(24h)硫酸腐蚀速率50～60g/m2×
h(即5～6mg/cm2×
h)，80℃、10.5％盐酸(6h)盐酸腐蚀速率11～16g/m2×
h(即1.1～1.6mg/cm2×
h)，其40℃、20％硫酸和3％氯化钠(6h)腐蚀速率6.2～7.9g/m2×
h(即0.62～0.79mg/cm2×
h)。

技术实现思路

[0005]1.专利技术目的
[0006]本专利技术的目的是提供一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢及其制备方法，该耐腐蚀的低合金钢是基于普通的耐候钢，采用高Cr以及合理的Si、Mo、Sb、Sn成分配比，具体为2
×
Si
×
Cr+10
×
Cr
×
Mo+4
×
Cr
×
Sb+4
×
Cr
×
Sn+10
×
Mo
×
Si＞1，获得超强的耐硫酸和耐盐酸腐蚀性能，其耐硫酸露点腐蚀速率＜0.4mg/cm2×
h、耐盐酸露点腐蚀速率＜0.4mg/cm2×
h，且在30％硫酸和5％盐酸的混合液中具有更低的腐蚀速率，腐蚀速率＜0.25mg/cm2×
h，其耐硫酸和耐盐酸是普通耐候钢耐蚀钢SPA
‑
C的10倍以上，主要用于工业烟道、热交换器等零部件中。该耐腐蚀的低合金钢的制备方法包括钢水冶炼、轧制、冷轧、连续退火及平整，制备工艺简单。
[0007]2.技术方案
[0008]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供了一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢，该钢的主要化学成分重量百分比为：C：0.01～0.08％；Si：0.40～0.65％；Mn：≤0.8％；P：≤0.015％；S：≤0.01％；Cu：0.20～0.50％；Ni：0.10～0.55％；Cr：0.40～1.5％；Als：＜0.040％；Mo：0.01～0.25％；Sb：0.01～0.20％；Sn：0.01～0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中成分体配比系需满足：2
×
Si
×
Cr+10
×
Cr
×
Mo+4
×
Cr
×
Sb+4
×
Cr
×
Sn+10
×
Mo
×
Si＞1。
[0010]其中：
[0011](1)碳(C)：是钢中最有效的经济强化元素，主要通过固溶强化和析出强化提高钢的强度，但C会降低钢的塑性和韧性，也会影响焊接性能，且易形成铁素体和珠光体组织，不利于耐腐蚀性能；
[0012](2)硅(Si)：在钢中可以起到固溶强化的作用，在冶炼过程中可以作为还原剂和脱氧剂加入钢中，同时硅元素可以提高钢的淬透性和抗回火型，Si元素的增加可以降低钢板的整体耐腐蚀速率，与钢中的Cu、Cr配合可以有效的改善钢的耐候性能，提高耐蚀性能；
[0013](3)锰(Mn)：作为常用的脱硫、脱氧元素，可以防止因FeS而产生的热脆和焊接热裂纹，同时可以在铁素体和奥氏体中无限固溶，提高钢板强度；
[0014](4)磷(P)：可以提高钢板的耐大气腐蚀性能，但是P容易产生偏析，从而降低钢的塑性、低温韧性和焊接性能；
[0015](5)硫(S)：易与Mn元素形成MnS夹杂物，恶化钢的力学性能，同时大尺寸夹杂物部位与基体易形成电势差，优先形成点蚀部位，恶化腐蚀性能；
[0016](6)铜(Cu)：可以在基体与锈层之间形成Cu为主的阻挡层，其与基体牢固结合而对钢板具有良好的保护，同时Cu可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢，其特征在于，所述低合金钢的主要化学成分重量百分比为：C：0.01～0.08％；Si：0.40～0.65％；Mn：≤0.8％；P：≤0.015％；S：≤0.01％；Cu：0.20～0.50％；Ni：0.10～0.55％；Cr：0.40～1.5％；Als：＜0.040％；Mo：0.01～0.25％；Sb：0.01～0.20％；Sn：0.01～0.20％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中成分体配比系需满足：2
×
Si
×
Cr+10
×
Cr
×
Mo+4
×
Cr
×
Sb+4
×
Cr
×
Sn+10
×
Mo
×
Si＞1。2.根据权利要求1所述的一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢，其特征在于，所述低合金钢的主要化学成分重量百分比为：C：0.015％；Si：0.52％；Mn：0.65％；P：0.012％；S：0.008％；Als：＜0.032％；Cu：0.30％；Ni：0.45％；Cr：0.92％；Mo：0.12％；Sb：0.016％；Sn：0.018％，其余为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的一种超强耐硫酸、盐酸腐蚀的低合金钢，其特征在于，所述低合金钢的主要化学成分重量百分比为：C：0.032％；Si：0.48％；Mn：0.52％；P：0.015％；S：≤0.007％；Als：＜0.035％；Cu：0.22％；Ni：0.30％；Cr：0.53％；Mo：0.08％；Sb：0.016％；Sn：0.016％，其余为Fe和不可避免...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞波，张宜，汪建威，杨平，汤亨强，王占业，吴浩，李进，裴东杨，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：