450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢及其制造方法，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.062％～0.083％、Si：0.21％～0.41％、Mn：0.48％～0.79％、P：≤0.017％、S：≤0.0050％、Cr：0.72％～0.97％、Ni：0.17％～0.28％、Cu：0.11％～0.21％、Sb:0.072％～0.102％、Ti:0.037％～0.058％、Sn:0.29％～0.43％、Als：0.013％～0.036％，Ce：0.026％～0.036％，O：≤4.5ppm余量为Fe和不可避免的杂质；制造方法，包括冶炼、连铸、铸坯加热、轧制、层流冷却和卷取；本发明专利技术耐酸稀土钢板不仅制造工艺简单，而且综合性能优异，尤其是耐酸腐蚀性能，可广泛应用于以重油或煤为主要原料的烟气处理系统中的设备制造。气处理系统中的设备制造。

【技术实现步骤摘要】
450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢及其制造方法


[0001]本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]目前，在电力、冶金、石化等众多工业领域以重油或燃煤为主要燃料的烟气系统中普遍存在着“硫酸露点腐蚀”问题。尤其是在一些诸如锅炉预热器和省煤器设备、空气预热器换热元件、除尘器以及烟道、烟囱等装置中，因其烟气中硫含量偏高而催化生成硫化物(SO3)，再与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽，在处于硫酸露点温度以下的金属壁上凝结成硫酸，进而对设备产生酸腐蚀问题。为降低维修成本、延长钢结构件的安全使用寿命，急需开发一种耐硫酸露点腐蚀性能优异的耐酸钢。
[0003]专利技术《耐硫酸露点腐蚀的稀土合金钢》(公开号：CN1386886A)公开的
技术实现思路
为该合金钢成分强化元素Cu
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W
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Sn
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Re
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Sb
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Mo，成分组成为：C：≤0.15％、Si：0.15％～1.20％、Mn：0.30％～1.50％、Cu：0.20％～0.80％、W：0.10％～0.60％、Mo：0.10％～0.50％、Sn:0.05％～0.30％、Sb:0.05％～0.30％、RE≤0.50％、S：≤0.035％、P：≤0.035％，余量为Fe和杂质；添加了贵金属W，钢中W的加入势必会增加合金成本。
[0004]专利技术《一种稀土耐硫酸露点腐蚀用钢及其制备方法》(公开号：CN111206178A)公开的技术方案中钢成分组成为：C：0.07％～0.11％、Si：0.20％～0.50％、Mn：0.40％～0.65％、P：≤0.020％，S：≤0.035％，Al:0.010％～0.060％，Cr:0.85％～1.10％，Cu：0.30％～0.45％，Sb:0.04％～0.10％、Ni：0.15％～0.35％RE：0.001％～0.010％，余量为Fe和杂质。在性能检验方面，未给出该试验钢的耐腐蚀性能情况，耐腐蚀效果未知，且该专利技术阐述的是实验室冶炼
‑
轧制的方法，是采用模铸工艺生产钢板，但在现场实际生产中模铸工艺是无法进行大规模钢板生产的。
[0005]专利技术《稀土耐候钢的稀土加入量优化控制方法》(公开号：CN1475580A)公开的技术方案中在耐候钢中加入0.010％～0.030％稀土；该专利技术虽然通过添加Cu和Re来提高产品的耐腐蚀性能，但是Cu的单独添加易使钢板发生“铜脆”现象，加大了热轧工艺的难度。同时该专利技术的炼钢、轧制工艺，尤其是稀土的添加工艺不明确。此外，该专利技术钢的各项力学性能指标没有明确说明。
[0006]专利技术《一种含稀土元素的免涂装耐候钢及其制备方法》(公开号：CN109252092A)公开的技术方案中钢的组成为：C：0.03％～0.09％、Si：0.10％～0.30％、Mn：1.00％～1.50％、P：0.005％～0.015％、S：≤0.005％、Cr:0.35％～0.70％、Ni：0.25％～0.55％、Cu：0.25％～0.55％、Mo：0.03％～0.25％、Re：0.005％～0.060％、Nb:0.015％～0.040％、Ti:0.008％～0.025％、Al:0.015％～0.040％、Ca：0.003％～0.018％，余量为Fe和杂质。其不足之处在于，该专利技术钢的耐腐蚀性能只是用耐大气腐蚀指数I进行评估，该指数是根据理论公式推算出来的，并没有用腐蚀试验进行验证，因此其实际耐腐蚀效果未可知；此外，该专利技术还采用回火工艺来提高钢的力学性能，不仅工艺繁琐，还造成了生产成本的增加。
[0007]专利技术《一种耐高温硫酸露点腐蚀的稀土低合金钢》《公开号：CN 101892438A》公开的技术方案为通过添加Cr+Cu+Ni+RE等耐蚀元素来提高产品的耐硫酸露点腐蚀性能，但不足之处在于，其采用较高的Cu含量，生产成本较高。且该专利技术只是强调的是对耐腐蚀性能的影响，并未给出该专利技术钢的综合力学情况。此外，也没有给出相关的炼钢及轧制工艺，尤其是冶炼时稀土的添加工艺。由于在实际冶炼过程中，稀土的加入方法及其收得率是个难题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种适合在酸性工业腐蚀环境下使用的一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢及其制造方法，钢板不仅具有良好、稳定的力学性能，还具有较高的耐硫酸露点腐蚀性能。
[0009]本专利技术目的是这样实现的：
[0010]一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.062％～0.083％、Si：0.21％～0.41％、Mn：0.48％～0.79％、P：≤0.017％、S：≤0.0050％、Cr：0.72％～0.97％、Ni：0.17％～0.28％、Cu：0.11％～0.21％、Sb:0.072％～0.102％、Ti:0.037％～0.058％、Sn:0.29％～0.43％、Als：0.013％～0.036％，Ce：0.026％～0.036％，O：≤4.5ppm余量为Fe和不可避免的杂质。
[0011]进一步，所述稀土钢的显微组织为铁素体+珠光体+贝氏体，其中铁素体体积百分比为42.7～45.4％，珠光体体积百分比为32.4～37.1％，
[0012]进一步，所述稀土钢中Sn/Ce为11.1～12.2，所述稀土钢中沿晶界析出20～25nm的Ce5Sn3。
[0013]进一步，所述稀土钢屈服强度均大于450MPa以上，抗拉强度在589～626MPa之间，延伸率均大于27％。
[0014]本专利技术成分设计理由如下：
[0015]C：作为主要的是强化元素之一，C含量的升高有利于钢板强度和硬度的提高，但较多的C会对钢板的冲击韧性、塑性等性能造成不利影响。本专利技术中限制C的含量在0.062％～0.083％。
[0016]Si：炼钢过程中的强脱氧元素，且作为固溶强化元素可提高钢板的屈服强度，但过高的含量不仅会降低钢板的焊接性能还会在轧后的钢板形成一层难以祛除的红色氧化铁皮。本专利技术中限定Si的含量在0.21％～0.41％。
[0017]Mn：在钢中主要起固溶强化作用，可提高钢板的抗拉强度。但过高的Mn含量会引起偏析、恶化钢的焊接性能及成型性能。因此，本专利技术中Mn的含量控制在0.48％～0.79％。
[0018]P：尽管起固溶强化作用和显著提高耐蚀效应的合金元素之一，但含量偏高时易在晶界发生偏析而降低钢板的焊接性能、塑性及韧性。本专利技术钢中控制在0.017％以下。
[0019]S：是有害的杂质元素，易形成偏析、夹杂等缺陷，会恶化钢板的冲击韧性及热加工性能。因此，本专利技术中S含量应控制在0.0050％以下。
[0020]Cr：易在钢板表面形成一种致密的氧化膜Cr2O3，可提高锈层与基体的粘着力，从而提高钢的钝化能力。此外，Cr元素的提高还有利于细化α
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FeOOH，从而可提高钢板的强度及韧性。但含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢，其特征在于，该钢的成分按重量百分比计如下：C：0.062％～0.083％、Si：0.21％～0.41％、Mn：0.48％～0.79％、P：≤0.017％、S：≤0.0050％、Cr：0.72％～0.97％、Ni：0.17％～0.28％、Cu：0.11％～0.21％、Sb:0.072％～0.102％、Ti:0.037％～0.058％、Sn:0.29％～0.43％、Als：0.013％～0.036％，Ce：0.026％～0.036％，O：≤4.5ppm余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢，其特征在于，所述显微组织为铁素体+珠光体+贝氏体，其中铁素体体积百分比为42.7～45.4％，珠光体体积百分比为32.4～37.1％。3.根据权利要求1所述的一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢，其特征在于，所述稀土钢中Sn/Ce为11.1～12.2，所述稀土钢中沿晶界析出20～25nm的Ce5Sn3。4.根据权利要求1所述的一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢，其特征在于，所述稀土钢屈服强度均大于450MPa以上，抗拉强度在589～626MPa之间，延伸率均大于27％。5.一种权利要求1～4任一项所述的一种450MPa级耐硫酸露点腐蚀用稀土钢的制造方法，包括冶炼、连铸、铸坯加热、轧制、层流冷却和卷取；其特征在于：铸坯加热：铸坯均热段温度1227～1249℃，总在炉时间为192～209min，其中均热段保温时间37～49min；轧制：采用两阶段控制轧制工艺，粗轧出口温度为1086～1106℃，中间坯厚度为成品厚度的3倍以上；精轧开轧温度为1077～1097℃，精轧终轧温度为871～893℃；层流冷却、卷取：轧后钢板进行层流冷却，层流冷却采用后段集中冷却；冷却速率在16
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26℃/s，冷却至617
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙傲，刘志伟，张瑞琦，郭晓宏，唐明宇，王鑫，吴成举，高洪涛，苏建铭，孙杭，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：