一种450MPa级耐磨损腐蚀钢及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种450MPa级耐磨损腐蚀钢及其制造方法，钢中化学成分按重量百分比计为：C0.061％～0.082％、Si0.51％～0.79％、Mn0.45％～0.89％、P≤0.018％、S≤0.006％、Cr0.81％～1.31％、Cu0.14％～0.24％、Sb0.041％

【技术实现步骤摘要】
一种450MPa级耐磨损腐蚀钢及其制造方法


[0001]本专利技术涉及耐蚀钢领域，尤其涉及一种450MPa级耐磨损腐蚀钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会和经济的高速发展，节能降耗、减少污染和节约资源成为大家面临的一个十分迫切的问题。对于铁路集装箱来说，降低自身重量，不但可以节能降耗、减少环境污染，而且还可以增加集装箱的载重量。为了适应这种需要，目前普遍采用的方法是使用更高强度的钢板，从而降低所使用钢板的厚度，实现减重的目标。然而，随着钢板的使用级别越来越高，当继续减薄时，所制造部件由于硬度的不足，导致在运输矿石或者煤炭时，局部出现磨损腐蚀严重的情况，严重影响安全性。
[0003]公开号为CN112159934A的“一种抗腐蚀磨损耐磨钢板及其制备方法”专利文件，它是通过合金成分设计以及结合热处理工艺获得以马氏体为基体组织，制备得到在酸性环境下具有优异的抗腐蚀磨损性能的新型钢板。公开号为CN107653423B的“用于铁路运煤车辆的耐煤水磨损腐蚀钢板及其制造方法”专利文件，它通过控制C、Cr、Ni含量，使其满足1.6％≤12C+Cr/Ni≤2.8％，相对Q450NQR1的磨损腐蚀速率为20％
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30％。它添加较多的Ni元素，使成本较高，不利于其推广和应用。公开号为CN104662193A为的“一种低温韧性和耐腐蚀磨损性优异的耐磨损钢板”，它通过控制钢中固溶Cr和Mo含量，使其满足0.05≤(Cr+2.5Mo)≤2.0(％)，并控制主相为淬火态马氏体相且原奥氏体粒径为30μm以下的组织，达到大幅度提高耐腐蚀磨损性的目的，但其使用环境为建筑、土木、矿山等工地中含有水分的土与沙子接触而产生的磨损。公开号为CN101423916B的“一种低合金耐磨耐蚀钢及其制造方法”专利文件，它通过适当调节碳含量并加入有助于提高合金耐蚀性的元素Al、Nb，以及稀土变质处理，形成Mn
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Si
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Cr
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Mo
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Al系无碳化物贝氏体钢，从而获得了一种适合海洋泥沙磨损腐蚀环境使用的低合金耐磨耐蚀钢。其主要采用了高Si、高Al的成分设计抑制碳化物的形成，并加入Cr、Ni、Mo等元素提高耐蚀性，其由于添加了贵重金属Mo、Ni和Nb，成本较高。
[0004]上述现有技术主要采用热处理工艺获得以马氏体为基体组织的耐磨钢板或耐磨损腐蚀钢板，或者添加较多贵重金属，成本较高，对于采用热轧工艺生产耐磨损腐蚀钢板的研究较少。因此，如何采用热轧工艺获得耐磨损腐蚀钢是本领域亟待解决的技术难点之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种450MPa级耐磨损腐蚀钢及其制造方法，钢板具有良好的耐腐蚀性能、耐磨损性能及优异的成型性能，适合于轻量化集装箱的制造。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]一种450MPa级耐磨损腐蚀钢，钢中化学成分按重量百分比计为：C 0.061％～0.082％、Si 0.51％～0.79％、Mn 0.45％～0.89％、P≤0.018％、S≤0.006％、Cr 0.81％～1.31％、Cu 0.14％～0.24％、Sb 0.041％
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0.075％、W 0.15％～0.35％、Ti 0.051％～0.072％，Als 0.015％～0.045％、N≤0.004％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
[0008]本专利技术所以选择以上合金元素种类及其含量是因为：
[0009]C是钢板获得高的强度和硬度的关键元素，可以与Ti形成细小的碳化物TiC，起到沉淀强化作用。但较多的C对钢板焊接、韧性及塑性不利。本专利技术中限定C的含量在0.061％
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0.082％。
[0010]Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，但是含量过高的话，易导致轧后钢板表面红色氧化铁皮严重，还不利于钢板的焊接。本专利技术中限定Si的含量在0.51％
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0.79％。
[0011]Mn在钢中的主要作用是固溶强化，起到提高钢板强度的作用。能显著降低奥氏体向铁素体转变的相变温度，细化钢的显微组织，保证钢板的强度指标和耐磨性能，但Mn含量过多会使淬透性增大，从而导致可焊性和焊接热影响区韧性恶化，同时考虑成本因素，本专利技术将其含量控制在0.45％
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0.89％。
[0012]P和S为钢中杂质元素，显著降低塑韧性和焊接性能，控制较低的P、S有利于提高性能。本专利技术钢中控制P≤0.018％，S≤0.006％。
[0013]Cr在钢的表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力。当与Cu同时加入钢中，耐腐蚀效果尤为明显。此外，Cr元素在钢中可以形成渗碳体及多种碳化物，能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。本专利技术限定其含量范围为0.81％
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1.31％。
[0014]Cu是耐大气腐蚀钢中对提高耐大气腐蚀性能最主要的，此外还能提高钢的强度，含量过高的化，容易引起热脆。本专利技术限定其含量范围为0.14％
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0.24％。
[0015]Sb通常作为有害元素在钢中不断富集，严重地影响钢材的质量。本专利技术中Sb是改善耐蚀性的有效元素，通过Sb、Cr和W的复合添加，协同在锈层中富集，除了形成WO3保护性产物膜外，促进了Sb2O5与CuO的形成，显著阻碍浸蚀性离子传输。本专利技术限定其含量范围为0.041％
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0.075％。
[0016]W能够形成钨酸根或W碳化物，促进保护性产物膜或钝化膜的形成，部分地溶入铁中形成固溶体，能显著提高钢的耐磨性，综合考虑成本因素，本专利技术限定其含量范围为0.15％
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0.35％。
[0017]Ti是强碳氮化物形成元素，在本专利技术中是重要的微合金强化元素，不但可以有效细化晶粒外，而且能与C和N形成细小的碳化物和氮化物或碳氮化物，尤其是在卷取及缓冷过程中析出的纳米级的TiC具有很高的沉淀强化作用。本专利技术中TiC不仅能够强化基体的强度，而且能够提高钢板的耐磨性。本专利技术限定其范围为0.051％～0.072％。
[0018]Als：是常用的脱氧剂，本专利技术限定其范围为0.015％
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0.045％。
[0019]N是冶炼过程中存在的元素，由于本专利技术的特点之一是采用Ti微合金化技术提高钢板的耐磨损性能，而Ti是活性很强的元素，将与钢中O、N、S等元素反应，如果N含量过高的化，会在钢水中析出尺寸粗大的TiN，既不能阻止奥氏体晶粒长大，也起不到沉淀强化作用，相反会降低Ti的细化晶粒和沉淀强化作用。因此本专利技术中控制N≤0.004％。
[0020]所述耐磨损腐蚀钢的屈服强度均大于450MPa，抗拉强度大于550MPa，延伸率大于22％。
[0021]一种450MPa级耐磨损腐蚀钢的制造方法，通过铁水预脱硫、转炉顶底复合吹炼、LF炉外精炼、板坯连铸、板坯加热、热连轧、层流冷却和卷取制造得到含有上述化学成分的耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种450MPa级耐磨损腐蚀钢，其特征在于，钢中化学成分按重量百分比计为：C 0.061％～0.082％、Si 0.51％～0.79％、Mn 0.45％～0.89％、P≤0.018％、S≤0.006％、Cr 0.81％～1.31％、Cu 0.14％～0.24％、Sb 0.041％～0.075％、W 0.15％～0.35％、Ti 0.051％～0.072％，Als 0.015％～0.045％、N≤0.004％，余量为Fe以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种450MPa级耐磨损腐蚀钢，其特征在于，所述耐磨损腐蚀钢的屈服强度均大于450MPa，抗拉强度大于550MPa，延伸率大于22％。3.一种如权利要求1或2所述的450MPa级耐磨损腐蚀钢的制造方法，其特征在于，具体包括如下方法：1)连铸坯经加热炉加热至1251～1278℃，加热烧钢气氛为还原性气氛，空燃比低于2.0；低于1100℃时缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志伟，张瑞琦，孙傲，郭晓宏，严平沅，孙绍广，郭宝安，乔磊，杨玉，徐立家，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：