一种免涂装高磷高性能耐候钢及其制备方法和应用技术

本申请涉及高性能钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种免涂装高磷高性能耐候钢及其制备方法和应用；所述耐候钢的化学成分包括：C:0.020％～0.040％，Si:0.20％～0.30％，Mn:0.20％～0.30％，Cu:0.20％～0.60％，P:0.25％～0.50％，S≤0.01％，Ni:0.10％～0.15％，Cr:0.25％～0.55％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；所述方法包括：对铁水进行预处理，后进行冶炼，得到钢水；对所述钢水进行精炼，后进行连铸，得到铸坯；对所述铸坯进行轧制，得到低成本的高磷耐候钢；所述应用包括：将所述耐候钢用于乡村大气环境和/或工业大气环境中；利用高含量P和Cu形成钝化膜覆盖在耐候钢的表面，从而阻碍大气环境中的SO2渗透，进而对耐候钢形成保护。成保护。成保护。

【技术实现步骤摘要】
一种免涂装高磷高性能耐候钢及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及高性能钢铁冶炼
，尤其涉及一种免涂装高磷高性能耐候钢及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了防止或减少钢材的腐蚀，一般采取涂层或镀层法延长其使用寿命；目前，钢结构的房屋建筑、桥梁、电力和通讯铁塔等方面全部采用涂层法，例如刷漆、电镀或热镀锌等。但是目前表面喷涂等方法需要每3
‑
5年进行防腐蚀涂装维护和每10
‑
15年进行一次重新防腐涂装，并且涂装过程易造成人体健康危害和环境污染、同时存在涂镀成本较高等问题。
[0003]而耐大气腐蚀钢的推广应用解决了上述的一系列问题，但是目前的工程化应用的耐大气腐蚀钢的化学成分一般采用Cr
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Ni
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Cu或Cu
‑
P成分体系，元素Cr、Cu及Ni含量较高，而P元素含量基本小于0.10％，而由于Cr和Ni的高含量，将导致钢材的整体成本过高。
[0004]因此如何提供低成本的耐大气腐蚀钢，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种免涂装高磷高性能耐候钢及其制备方法和应用，以解决现有技术中耐大气腐蚀钢的制备成本过高的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种免涂装高磷高性能耐候钢，以质量分数计，所述耐候钢的化学成分包括：
[0007]C:0.020％～0.040％，Si:0.20％～0.30％，Mn:0.20％～0.30％，Cu:0.20％～0.60％，P:0.25％～0.50％，S≤0.01％，Ni:0.10％～0.15％，Cr:0.25％～0.55％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0008]可选的，所述耐候钢的化学成分还包括：
[0009]0.2≤[Ni]/[P]≤0.5，0.25≤[Ni]/[Cu]≤0.5，0.1≤[Ni]/[Cr]‑
1/2
≤0.2；
[0010]其中，[Ni]为所述Ni的质量分数，[P]为所述P的质量分数，[Cu]为所述Cu的质量分数，[Cr]为所述Cr的质量分数。
[0011]可选的，以体积分数计，所述耐候钢的金相组织包括：铁素体：98％～99％和三次渗碳体：1％～2％。
[0012]第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的耐候钢的方法，所述方法包括：
[0013]对铁水进行预处理，后进行冶炼，得到钢水；
[0014]对所述钢水进行精炼，后进行连铸，得到铸坯；
[0015]对所述铸坯进行轧制，得到低成本的高磷耐候钢。
[0016]可选的，所述精炼包括精炼真空脱气，所述精炼真空脱气的脱气时间≥15min。
[0017]可选的，所述连铸包括在预设目标温度的条件下以包钢水进行连铸，所述预设目标温度＝液相线温度+预设提高量，所述预设提高量为10℃～40℃。
[0018]可选的，所述低成本的高磷耐候钢的厚度为3mm～10mm。
[0019]可选的，所述低成本的高磷耐候钢的钢卷直径为5mm～12mm。
[0020]第三方面，本申请提供了一种第一方面所述的耐候钢的应用，将所述耐候钢用于乡村大气环境和/或工业大气环境中。
[0021]可选的，所述乡村大气环境和所述工业大气环境都满足：年均氯离子沉积率≤0.03mdd，0.24mdd＜年均二氧化硫沉积率＜2.0mdd。
[0022]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0023]本申请实施例提供的一种免涂装高磷高性能耐候钢，通过耐候钢中P和Cu元素搭配，利用质量分数为0.25％～0.50％的高含量P和Cu形成钝化膜，而形成的钝化膜能覆盖在耐候钢的表面，从而阻碍大气环境中的SO2渗透，进而对耐候钢形成保护，满足强辐射、高SO2浓度的大气环境特征的耐腐蚀要求，从而利用高含量的P替代价格昂贵的Ni，进而实现耐候钢的低成本制备。
附图说明
[0024]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图；
[0027]图2是实施例中制备得到的耐候钢的金相组织图；
[0028]图3是本专利技术实施例提供的耐候钢铸坯的磷偏析图；
[0029]图4是本专利技术实施例提供的耐候钢铸坯的轧制变形量为75％的磷偏析图；
[0030]图5是本专利技术实施例提供的耐候钢铸坯的轧制变形量95％的磷偏析图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在本申请一个实施例中，提供一种免涂装高磷高性能耐候钢，以质量分数计，所述耐候钢的化学成分包括：
[0033]C:0.020％～0.040％，Si:0.20％～0.30％，Mn:0.20％～0.30％，Cu:0.20％～0.60％，P:0.25％～0.50％，S≤0.01％，Ni:0.10％～0.15％，Cr:0.25％～0.55％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0034]本申请实施例中，C的质量分数为0.020％～0.040％的积极效果是在该质量分数的范围内，能保证材料大变形的加工能力及大比例铁素体单相组织的成型；当质量分数的取值大于该范围的端点最大值，将导致碳化物增多，影响金相组织的分布均匀程度，从而导致耐候钢的耐蚀性能变差，当质量分数的取值小于该范围的端点最小值，将导致材料变形的加工能力不足，同时无法保证铁素体单相组织的成型。
[0035]Si的质量分数为0.20％～0.30％的积极效果是在该质量分数范围内，由于Si是钢中常用的脱氧元素，通过Si的固溶强化提高钢材的加工硬化率，但是Si能显著恶化钢的冷加工性能，同时促进P元素和S元素的晶界偏聚，影响组织成型，因此需要控制其质量分数的范围。
[0036]Mn的质量分数为0.20％～0.30％的积极效果是在该质量分数的范围内，由于Mn是钢材中常见的脱氧元素，可以提高钢材的淬透性，但是在钢材连铸阶段具有中心偏析的风险与调质过程中强烈的晶界偏聚倾向，促进回火脆性，因此需要控制Mn的质量分数。
[0037]Cu的质量分数为0.20％～0.60％的积极效果是在该质量分数的范围内，能显著的改善钢的耐候性和耐酸性；当质量分数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免涂装高磷高性能耐候钢，其特征在于，以质量分数计，所述耐候钢的化学成分包括：C:0.020％～0.040％，Si:0.20％～0.30％，Mn:0.20％～0.30％，Cu:0.20％～0.60％，P:0.25％～0.50％，S≤0.01％，Ni:0.10％～0.15％，Cr:0.25％～0.55％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的耐候钢，其特征在于，所述耐候钢的化学成分还包括：0.2≤[Ni]/[P]≤0.5，0.25≤[Ni]/[Cu]≤0.5，0.1≤[Ni]/[Cr]
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1/2
≤0.2；其中，[Ni]为所述Ni的质量分数，[P]为所述P的质量分数，[Cu]为所述Cu的质量分数，[Cr]为所述Cr的质量分数。3.根据权利要求1所述的耐候钢，其特征在于，以体积分数计，所述耐候钢的金相组织包括：铁素体：98％～99％和三次渗碳体：1％～2％。4.一种制备如权利要求1
‑
3任一项所述的耐候钢的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志俊，徐士新，李舒笳，孙齐松，周洁，王晓晨，马跃，郭佳，姜杉，杨雄，佟倩，刘洋洋，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：