耐磨性和复合耐蚀性优异的钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种耐磨性和复合耐蚀性优异的钢板及其制造方法。根据本发明专利技术的一个实施例的耐蚀性钢板，以重量％计，所述钢板包含碳(C)：0.04至0.10％、硅(Si)：0.1％以下且0％除外、铜(Cu)：0.20至0.35％、镍(Ni)：0.1至0.2％、锑(Sb)：0.05至0.15％、锡(Sn)：0.07至0.22％、钛(Ti)：0.05至0.15％、硫(S)：0.01％以下且0％除外、氮(N)：0.005％以下且0％除外、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2。[式1][Ni]/[Cu]≥0.5[式2]48x([Ti]/48

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐磨性和复合耐蚀性优异的钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种耐磨性和复合耐蚀性优异的钢板及其制造方法。更具体地，本专利技术涉及一种对如下现象具有耐蚀性，同时具有高强度和优异的耐磨性的钢板及其制造方法，所述现象是化石燃料燃烧后的废气中存在的SO
x
、Cl等随着废气温度下降而产生的硫酸/盐酸复合冷凝水和硫酸冷凝水导致钢板腐蚀的现象。

技术介绍

[0002]化石燃料中含有各种杂质元素如S和Cl等。由于使用这些化石燃料进行燃烧，总是存在燃烧气体通过的管道和设备因腐蚀而劣化的问题。这种腐蚀现象被称为冷凝水腐蚀，管道和设备暴露在这些腐蚀环境中的典型用处是火电厂的废气管道和环境设备、汽车排气系统等。冷凝腐蚀有如下几种：一是随着废气中所含的S燃烧会形成SO
x
，尤其SO3遇到废气中的水分形成硫酸的硫酸冷凝水腐蚀；二是废气中或工业用水中所含的氯通过各种反应生成盐酸，所生成的盐酸冷凝水导致的腐蚀；三是在这些硫酸和盐酸复合混合的状态下发生的硫酸/盐酸复合冷凝水腐蚀。这样的酸冷凝的起始温度与废气本身的温度和废气中SO
x
、Cl的含量以及水蒸气的含量有关。
[0003]近来，为了发电厂等的发电效率、或者为了利用排放到外部的废热，不断要求降低废气温度本身。一般情况下，当废气温度下降到硫酸开始冷凝的温度时，废气中形成的硫酸气体液化而冷凝在钢材表面上，不仅引起腐蚀的量增加，而且当温度下降到盐酸可以冷凝的更低温度时，就会出现硫酸和盐酸复合冷凝的复合腐蚀现象。
[0004]此外，最近关于提高火电厂环境设备的脱硫效率的设备改造的研究仍在继续。作为典型例子，正在改造脱硫设备前后端的热交换装置GGH(Gas Gas Heater)的类型(type)。由于传统GGH位于电集尘器(EP，Electrostatic Precipitator)的后端，其中使用的钢材的开发重点是耐蚀性，但是由于最近GGH在电集尘器前端放置了一些脱硫设备，不仅发生没有被清除的灰尘(dust)导致的钢材侵蚀引起的腐蚀，而且发生磨损引起的腐蚀，因此这些设备中使用的钢材，除了耐蚀性之外，还需要同时解决耐磨性问题。
[0005]作为解决这些问题的方案的一个实例，有一种方法是使用双相不锈钢(Duplex
‑
based STS steel)等高合金高耐蚀性钢或者升高废气温度，但是这会导致设备成本增加和发电效率下降。此外，还意图采用高强度钢材，但即使解决了强度问题，也可能因耐蚀性问题导致其他设备劣化。
[0006]另一方面，当使用被称为耐硫酸冷凝腐蚀钢的添加有Cu的耐蚀钢时，钢表面上形成的铜富集层发挥对硫酸冷凝的耐蚀性而形成抑制腐蚀的腐蚀抑制层，与使用普通钢的情形相比，具有大大提高设备寿命的效果。然而，上述的对废气的低温度化、腐蚀环境的复合化、耐蚀性的要求会导致传统耐硫酸冷凝腐蚀钢的耐蚀性下降，因此对性能更好的耐蚀钢的需求一直存在。
[0007]另外，传统耐硫酸冷凝腐蚀钢或高合金不锈钢还存在复杂严酷的耐蚀环境下无法发挥其原有性能的问题。

技术实现思路

[0008](一)要解决的技术问题
[0009]本专利技术旨在提供一种耐磨性和复合耐蚀性优异的钢板及其制造方法。更具体地，本专利技术旨在提供一种对如下现象具有耐蚀性，同时具有高强度和优异的耐磨性的钢板及其制造方法，所述现象是化石燃料燃烧后的废气中存在的SO
x
、Cl等随着废气温度下降而产生的硫酸/盐酸复合冷凝水和硫酸冷凝水导致钢板腐蚀的现象。
[0010](二)技术方案
[0011]根据本专利技术的一个实施例的耐蚀性钢板，以重量％计，所述钢板包含碳(C)：0.04至0.10％、硅(Si)：0.1％以下且0％除外、铜(Cu)：0.20至0.35％、镍(Ni)：0.1至0.2％、锑(Sb)：0.05至0.15％、锡(Sn)：0.07至0.22％、钛(Ti)：0.05至0.15％、硫(S)：0.01％以下且0％除外、氮(N)：0.005％以下且0％除外、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2。
[0012][式1][0013][Ni]/[Cu]≥0.5
[0014][式2][0015]48x([Ti]/48
‑
[S]/32
‑
[N]/14)≥0.04
[0016]此时，在式1和式2中，[Ni]、[Cu]、[Ti]、[S]和[N]各自表示钢板中的Ni、Cu、Ti、S和N的重量百分比含量。
[0017]耐蚀性钢板包含TiC析出物，每1cm3可以包含10
16
个以上的TiC析出物和由TiC析出物组成的集合体。
[0018]TiC析出物的粒径可为1至10nm。
[0019]耐蚀性钢板还可以满足下述式3。
[0020][式3][0021]12x[Sn]+22x[Sb]+50x[Cu]≥15
[0022]此时，在式3中，[Sn]、[Sb]和[Cu]各自表示钢板中的Sn、Sb和Cu的重量百分比含量。
[0023]将钢板在40至80℃下浸渍于混合有28.5重量％的硫酸溶液和0.5重量％的盐酸溶液的溶液时，钢板的表面上可以生成富集层。
[0024]将钢板在50至90℃下浸渍于50重量％的硫酸溶液时，钢板的表面上可以生成富集层。
[0025]富集层可以包含Cu、Sb和Sn。
[0026]富集层的富集量可为15重量％以上。
[0027]此时，富集量是指确定Fe和O以重量％趋同的分界点时的富集元素Mo、Cu、Sb、Sn的重量百分比含量之和。
[0028]富集层厚度可为10nm以上。
[0029]对钢板进行退火热处理后的再结晶分数可为80％以上。
[0030]将钢板在60℃下浸渍于混合有28.5重量％的硫酸溶液和0.5重量％的盐酸溶液的溶液中6小时时的腐蚀减量比可为1.0mg/cm2/hr.以下。
[0031]将钢板在70℃下浸渍于50重量％的硫酸溶液中6小时时的腐蚀减量比可为25mg/
cm2/hr.以下。
[0032]当钢板为热轧钢板时，热轧钢板的拉伸强度可为550MPa以上，表面硬度以HRB计可为85以上。
[0033]当钢板为冷轧钢板时，冷轧钢板的拉伸强度可为500MPa以上，表面硬度以HRB计可为80以上。
[0034]根据本专利技术的一个实施例的耐蚀性钢板的制造方法，其包含：准备钢坯的步骤，以重量％计，所述钢坯包含碳(C)：0.04至0.10％、硅(Si)：0.1％以下且0％除外、铜(Cu)：0.20至0.35％、镍(Ni)：0.1至0.2％、锑(Sb)：0.05至0.15％、锡(Sn)：0.07至0.22％、钛(Ti)：0.05至0.15％、硫(S)：0.01％以下且0％除外、氮(N)：0.005％以下且0％除外、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2；将钢坯在1200℃以上的温度下加热的步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种耐蚀性钢板，其中，以重量％计，所述钢板包含碳(C)：0.04至0.10％、硅(Si)：0.1％以下且0％除外、铜(Cu)：0.20至0.35％、镍(Ni)：0.1至0.2％、锑(Sb)：0.05至0.15％、锡(Sn)：0.07至0.22％、钛(Ti)：0.05至0.15％、硫(S)：0.01％以下且0％除外、氮(N)：0.005％以下且0％除外、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2，[式1][Ni]/[Cu]≥0.5[式2]48x([Ti]/48
‑
[S]/32
‑
[N]/14)≥0.04在式1和式2中，[Ni]、[Cu]、[Ti]、[S]和[N]各自表示钢板中的Ni、Cu、Ti、S和N的重量百分比含量。2.根据权利要求1所述的耐蚀性钢板，其中，所述钢板包含TiC析出物，每1cm3包含10
16
个以上的所述TiC析出物和由所述TiC析出物组成的集合体。3.根据权利要求2所述的耐蚀性钢板，其中，所述TiC析出物的粒径为1至10nm。4.根据权利要求1所述的耐蚀性钢板，其中，所述钢板满足下述式3，[式3]12x[Sn]+22x[Sb]+50x[Cu]≥15在式3中，[Sn]、[Sb]和[Cu]各自表示钢板中的Sn、Sb和Cu的重量百分比含量。5.根据权利要求2所述的耐蚀性钢板，其中，将所述钢板在40至80℃下浸渍于混合有28.5重量％的硫酸溶液和0.5重量％的盐酸溶液的溶液时，钢板的表面上生成富集层。6.根据权利要求2所述的耐蚀性钢板，其中，将所述钢板在50至90℃下浸渍于50重量％的硫酸溶液时，钢板的表面上生成富集层。7.根据权利要求5或6所述的耐蚀性钢板，其中，所述富集层包含Cu、Sb和Sn。8.根据权利要求7所述的耐蚀性钢板，其中，所述富集层的富集量为15重量％以上，此时，富集量是指确定Fe和O以重量％趋同的分界点时的富集元素Mo、Cu、Sb、Sn的重量百分比含量之和。9.根据权利要求5或6所述的耐蚀性钢板，其中，所述富集层厚度为10nm以上。10.根据权利要求1所述的耐蚀性钢板，其中，对所述钢板进行退火热处理后的再结晶分数为80％以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳镐，洪荣洸，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：