一种耐腐蚀Q195钢及其制备方法技术

本发明专利技术属于合金技术领域，提供了一种耐腐蚀Q195钢及其制备方法。本发明专利技术的耐腐蚀Q195钢包括元素C、Si、Mn、P、S、O、REM和Fe；REM包括Ce、La和Y中的一种或多种；[O]+[S]≤200ppm；当[O]+[S]≤100ppm时，1≤[REM]/([O]+[S])≤2；当100ppm＜[O]+[S]≤200ppm时，1.5≤[REM]/([O]+[S])；[REM]为耐腐蚀Q195钢中稀土元素的质量含量(ppm)；[O]为耐腐蚀Q195钢中氧的质量含量(ppm)；[S]为耐腐蚀Q195钢中硫的质量含量(ppm)。本发明专利技术通过控制Q195钢中稀土氧硫比，提高了Q195钢的耐腐蚀性能。高了Q195钢的耐腐蚀性能。高了Q195钢的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀Q195钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金
，尤其涉及一种耐腐蚀Q195钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]量大面广的普碳钢是重要的建筑材料，广泛应用于钢结构住宅、光伏支架和外挂件装饰等领域。目前，普碳钢包括Q195、Q235、Q355等钢材的腐蚀问题是影响钢结构耐久性的主要因素，也是重大工程结构用钢材过早失效和提前退出服役的重要原因。
[0003]目前，解决钢材耐大气腐蚀问题主要有两类方法：涂镀层和合金化。涂镀层之前还需要将钢材进行酸洗和喷丸等，加工成本高，污染环境；而且，涂镀层在磕碰后易剥落，剥落后裸钢腐蚀速率加剧，防腐时间也不超过二十年。
[0004]所以，现在解决钢材耐大气腐蚀以合金化为主。例如：公开号为CN85108118A的专利公开了低合金耐大气腐蚀钢，主要成分及其质量百分比为：C：≤0.12、Si：0.20～0.75、Mn：0.20～0.70、P：0.06～0.15、S：≤0.04、V：0.02～0.12、Cu：0.20～0.50、REM(稀土元素，Rare Earth Metals)加入量：≤0.20(即≤2kg/吨)；优先推荐稀土加入量：0.5～1kg/吨钢。所得稀土耐候钢耐腐蚀性能通过车厢顶动态挂片试验，腐蚀速度(毫米/年)：0.041755(半年)，0.02209(一年半)。该专利技术钢为我国1980年代的铁路车辆耐候钢，采用平炉或转炉炼钢，模铸法制造钢锭。主要利用加入稀土净化钢质(祛除有害氧、硫等元素)以及使钢中夹杂物球化，提高钢的韧性和耐蚀能力。该专利只给出稀土加入量，并且这种模铸方法已经在大批量生产普碳钢和低合金结构钢冶金生产流程中被淘汰。
[0005]公开号为CN 110484811A的专利公开了一种超净稀土钢及夹杂物改性控制方法，公开了钢中的夹杂物50％以上的部分为平均等效直径为1～5mm、球状或近球状或粒状、弥散分布的RE
‑
氧
‑
硫化物，降低传统高纯钢中Al2O3夹杂物等引起的断裂可能性，显著提高钢的疲劳寿命等机械力学性能。该专利技术的所述钢种主要针对超净稀土钢高端轴承钢、齿轮钢、模具钢、不锈钢等，不涉及氧硫含量较高普碳钢的范畴，且所得超净稀土钢的耐腐蚀性并没有相关测试。
[0006]公开号为CN109913739A的专利公开了一种航空工业紧固件用优质Q195连铸方坯的生产方法，包括：生产Q195连铸方坯的原料选用90％铁水+10％废钢；工艺流程包括：KR铁水脱硫，送入BOF转炉吹炼，吹氩调温，方坯连铸，抛丸、精整。所得Q195连铸方坯的耐腐蚀性能与普通Q195钢无异。
[0007]可见，现有技术中的Q195钢的耐腐性有待进一步提高。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀Q195钢及其制备方法。本专利技术提供的耐腐蚀Q195钢具有优异的耐腐性能。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种耐腐蚀Q195钢，包括以下元素：
[0011]C、Si、Mn、P、S、O、REM和Fe；
[0012]所述REM包括Ce、La和Y中的一种或多种；
[0013][O]+[S]≤200ppm；
[0014]当[O]+[S]≤100ppm时，1≤[REM]/([O]+[S])≤2；
[0015]当100ppm＜[O]+[S]≤200ppm时，1.5≤[REM]/([O]+[S])；
[0016]式中，[REM]为耐腐蚀Q195钢中稀土元素的质量含量，单位为ppm；
[0017][O]为耐腐蚀Q195钢中氧的质量含量，单位为ppm；
[0018][S]为耐腐蚀Q195钢中硫的质量含量，单位为ppm。
[0019]优选地，所述耐腐蚀Q195钢中包括以下质量含量的元素：C 0.05～0.08％，Si 0.08～0.10％，Mn 0.25～0.35％，P≤0.035％，O≤50ppm，S≤80ppm，REM 50～600ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。
[0020]优选地，所述REM的质量含量为60～300ppm。
[0021]优选地，所述REM包括Ce和La的混合物，或Ce、La和Y的混合物。
[0022]优选地，所述Ce和La的混合物中Ce和La的质量比为(40～150)：(20～90)。
[0023]优选地，所述Ce、La和Y的混合物中Ce、La和Y的质量比为(40～150)：(20～90)：(20～90)。
[0024]本专利技术还提供了上述技术方案所述的耐腐蚀Q195钢的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将铁基依次进行熔炼、转炉吹炼、底吹氩处理、喂丝和连铸，得到所述耐腐蚀Q195钢；
[0026]所述转炉吹炼包括依次进行合金化和脱氧；所述合金化的物料包括硅锰合金和硅铁合金；
[0027]所述喂丝的过程中加入REM。
[0028]优选地，所述REM以纯稀土或稀土合金的形式加入。
[0029]优选地，所述脱氧的物料包括硅钙线。
[0030]本专利技术提供了一种耐腐蚀Q195钢，包括以下元素：C、Si、Mn、P、S、O、REM和Fe；所述REM包括Ce、La和Y中的一种或多种；[O]+[S]≤200ppm；当[O]+[S]≤100ppm时，1≤[REM]/([O]+[S])≤2；当100ppm＜[O]+[S]≤200ppm时，1.5≤[REM]/([O]+[S])；式中，[REM]为耐腐蚀Q195钢中稀土元素的质量含量，单位为ppm；[O]为耐腐蚀Q195钢中氧的质量含量，单位为ppm；[S]为耐腐蚀Q195钢中硫的质量含量，单位为ppm。本专利技术能够通过控制Q195钢中稀土氧硫比，提高了Q195钢的耐腐蚀性能，主要表现在以下两个方面：一方面：普通Q195钢中的夹杂物主要以不规则块状的Al2O3等氧化物为主，本专利技术引入稀土元素，稀土元素进入夹杂物形成稀土夹杂物；稀土夹杂物相比氧化物夹杂物尺寸更小，形状由不规则块状变为类球状，降低了夹杂物与基体之间的电极电位差，从会降低点蚀倾向，提高了耐腐蚀性；同时，在晶界或相界处富集的稀土夹杂物能够降低晶界腐蚀的趋势；稀土夹杂物在腐蚀分解后将释放出稀土元素阳离子且沉淀在pH值相对较高的阴极区域，对阴极及阳极的电化学腐蚀反应均产生阻碍作用，减缓了腐蚀的进一步进行。另一方面，稀土元素对腐蚀反应的阳极以及阴极反应均有很好的抑制作用，使腐蚀机制由优先的局部腐蚀向均匀腐蚀转变，使得钢材表面微区pH值保持在弱碱性，促进稳定致密锈层组织α
‑
FeOOH的生成(α
‑
FeOOH比例可达80％以上)，进而提高了钢材的耐腐蚀性。
[0031]本专利技术还提供了上述技术方案所述的耐腐蚀Q195钢的制备方法，包括以下步骤：将铁基依次进行熔炼、转炉吹炼、底吹氩处理、喂丝和连铸，得到所述耐腐蚀Q195钢；所述转炉吹炼包括合金化和脱氧；所述合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀Q195钢，其特征在于，包括以下元素：C、Si、Mn、P、S、O、REM和Fe；所述REM包括Ce、La和Y中的一种或多种；[O]+[S]≤200ppm；当[O]+[S]≤100ppm时，1≤[REM]/([O]+[S])≤2；当100ppm＜[O]+[S]≤200ppm时，1.5≤[REM]/([O]+[S])；式中，[REM]为耐腐蚀Q195钢中稀土元素的质量含量，单位为ppm；[O]为耐腐蚀Q195钢中氧的质量含量，单位为ppm；[S]为耐腐蚀Q195钢中硫的质量含量，单位为ppm。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀Q195钢，其特征在于，所述耐腐蚀Q195钢中包括以下质量含量的元素：C 0.05～0.08％，Si 0.08～0.10％，Mn 0.25～0.35％，P≤0.035％，O≤50ppm，S≤80ppm，REM 50～600ppm，余量的Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的耐腐蚀Q195钢，其特征在于，所述REM的质量含...

【专利技术属性】
技术研发人员：董瀚，廉心桐，徐德祥，毛国辉，刘腾轼，王睿谦，陈龙，
申请(专利权)人：上大新材料泰州研究院有限公司唐山百工实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：