一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法技术

一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法，属于材料技术领域，其成分按重量百分比为：Ｃ≤０．１２％、Ｓｉ０．１５～０．７５％、Ｍｎ０．２０～０．５０％、Ｐ０．１０～０．３０％、Ｓ≤０．０２％、Ｃｕ０．２５～０．５０％、Ｃｒ０．３０～１．２５％；Ｎｉ０．１２～０．６５％，余量为Ｆｅ。制备方法为：将炼钢原料经过熔炼、精炼后获得精炼钢水，采用双辊薄带铸轧设备制备铸轧带坯，开浇温度为１５４０～１６００℃，铸轧速度为１２～１２０ｍ／ｍｉｎ，预设辊缝为１～４ｍｍ；钢水冷却速率可达１０↑［２］～１０↑［４］℃／ｓ；然后冷轧、退火。本发明专利技术的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带抗拉强度≥４０５ＭＰａ，延伸率≥２８％，和常规工艺生产的高磷薄带相比，高磷耐候钢铸轧薄带的韧脆转变温度下降１０℃左右。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料
，特别涉及一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法。
技术介绍
随着生态经济和循环经济等概念的提出，更加迫切地需要对废钢进行有效的回收。磷是 废钢中最主要的夹杂元素之一，在常规板坯生产过程中易于形成偏析，导致严重的脆性。因 此废钢的有效回收在于如何既提高钢中磷含量又不产生破坏性作用。另一方面，磷元素也并 不总是起有害的作用。只要能够消除磷偏析的不利影响，就能发挥其固溶强化和耐蚀的作用。 但是在常规工艺中，消除磷偏析是十分困难的。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供。 本专利技术的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的化学成分按重量百分比为C50.12%、 Si0.15~0.75%、 Mn0.20~0.50%、 P0.10~0.30%、 S^0.02%、 Cu0.25 0.50%、 Cr0.30~1.25%; Ni0.12~0.65%，余量为Fe和微量杂质。将表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的磷含量控制 在0.14 0.26。/。之间,能够使高磷耐候钢铸轧薄带获得更好的力学性能和耐蚀性能组合；进一 步控制表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带中的C、 Si和Cr的成分按重量百分比为 C0.04~0.10%、 Si0.25~0.45%、 Cr0.30~0.70°/。，能够获得高磷耐候钢铸轧薄带力学性能和耐蚀 性能的梟佳组合。本专利技术的具有磷的表面负偏析的高磷耐候钢薄带的制备方法包括以下步骤1、 熔炼按设定的比例将炼钢原料预热至100 30(TC，放入冶炼炉中，在惰性气体保护 下进行熔炼。2、 精炼当冶炼炉中的钢水温度为1530 165(TC时，添加除渣剂，在惰性气体保护下进 行精炼，精炼时间为2 30min;精炼结束后的钢水静置2 20min，获得精炼钢水。3;制备铸轧带坯将精炼钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，铸轧过程中，钢水的开 浇温度为i-540 1600。C，铸轧速度为12 120m/min，预设辊缝为l 4mm;在钢水的流动过程中 用惰性气体保护；获得厚度为l 5mm的表面负偏析磷的铸轧带坯。该步骤通过采用惰性气体 保护提禽了钢液化学成分控制精度和纯净度，改善了铸轧带坯质量。4、冷轧和退火制备的铸轧带坯经过酸洗后冷轧，冷轧压下量为20~85%，冷轧后厚度 为0.7 3mm，在650 85(TC的温度下退火5 60min获得成品表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带。本专利技术具有以下突出特点和显著效果(1) 薄带铸轧工艺属于短流程工艺，符—合节能减排的要求。由-于钢水凝固过程中冷却速 度高达10^10^C/s,属于典型的亚快速凝固，富集在枝晶间的低熔点元素磷在轧制力的作用 向铸轧带坯表面偏聚，形成了后续冷轧和退火工艺无法消除的表面负偏析，导致铸轧带坯中 心磷含量哮低，保证了薄带的强度和塑性。冷轧退火后，其抗拉强度2405MPa，延伸率^28%， 达到了同类薄带的使用标准；而在表面偏聚的磷有助于形成致密的磷酸盐层，阻止了腐蚀液-对基体的进一歩腐蚀，大幅度地提高了耐蚀性能，实验室干湿交替加速腐蚀测试结果表明， 120周期后，其锈层厚度仅为09CuPCrNi-A (对比样品)的60°/。左右。(2) 表面负偏析磷的高磷耐候钢铸乳薄带中，当磷含量高于0.14%时，和常规工艺生产 的高磷薄带相比，在磷含量相同的情况下，表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的韧脆转变 温度相对低10'C左右，钢材韧性提高。附图说明图l为本专利技术'实施例中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带与常规带材的磷含量-韧脆 转变温度申线图。图2为木专利技术中实施例l中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带、-实施例2中的表面负偏 析磷的高磷耐候钢铸轧薄带和对比样品经实验室加速0.005mol/lNaHSO3溶液(PH=4.5)腐蚀 120周期(每周期12小时)后的形貌图；其中左边图为对比样品(09CuPCrNi-A)腐蚀后形貌， 中间图为实施例1产品腐蚀后形貌，右边图为实施例2产品腐蚀后形貌。图3为本专利技术中实施例1中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带、实施例2中的表面负偏 析磷的高磷耐候钢铸轧薄带和对比样品的实验室加速腐蚀试验的腐^增厚曲线图；图中A为 实施例1产品腐蚀增厚曲线，g为实施例1产品腐蚀增厚曲线，09CuPCrNi-A为对比样品腐蚀增 厚曲线。 '图4为本专利技术中实施例l中的表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带、实施例2中的表面负偏 析磷的高磷耐候钢铸轧薄带和对比样品经实验室加速腐蚀60周期后，基体條层界面的EDX结 果图；其中第一个图为对比样品(09CuPCrNi-A)EDX结果图，第二个图(A)为实施例l EDX 结果图，第二个图(B)为实施例2EDX结果图。图5为本专利技术实施例2中铸轧带坯的电子探针显微分析结果图。 具体实施例方式本专利技术实施例中采用的惰性气体为氩气，-气压为3 20个大气压。4本专利技术实li例中采用的除渣剂为珍珠岩保温除渣剂，用量为钢水重量的0.4~0.6%。本专利技术实.施例中采用的双辊薄带铸轧机参数为辊套材质为合金钢；铸轧辊直径500mm; 辊身宽度250mm;冷却方式为内部水冷，冷却水压力可调，最大0.3MPa;可轧带厚1 5mm。本专利技术实施例中酸洗采用的酸为体积百分比为12~18%的盐酸溶液。本专利技术实施例中采用的冶炼炉为中频感应炉。以下为本专利技术优选实施例。 实施例l. 将炼钢原料预热至30(TC后，放入中频感应炉中，在氩气保护下进行熔炼。氩气气源的 气压为20个大气压。当钢氷温度在154(TC时，添加除渣剂，进行精炼，精炼时间为10min，精炼时采角氩气 进行保护，氩气气压为5个大气压；精炼结束后静置3min，准备开浇。铸轧过程中，'开浇温度为156(TC，铸造速度为20m/min，预设辊缝为1.4mm，在钢液的 流动过程中也采用氩气进行保护，氩气气压为5个大气压；获得的铸轧带坯厚度为1.7mm。在 钢水凝固过程中，冷却速率为7.5X10^C/s。铸轧带坯经酸洗后冷轧，轧后在750。C的温度下退火30min，获得成品高磷耐候钢铸轧薄 带厚度为0.8mm;成分按重量百分比为C0.076。/。、 Si0.341%、 Mn0.326%、 P0.150%、 S0.0083%、 Cu0.325%、 CrO. 510%、 Ni0.410%，其余为Fe和微量杂质。该成品高磷耐候钢铸轧薄带的力学性能为抗拉强度为435MPa，屈服强度为315MPa， 延伸率为32.5%，达到了常规工艺生产的同类薄带的使用标准，韧脆转变温度为-45'C，'比常 规工艺生产的.相同P含量的薄带(常规带材)降低1(TC，磷含量-韧脆转变温度效果参见图l。经实验室如速0.005mol/lNaHSO3溶液(PH-4.5)腐蚀120周期(每周期12小时)后形貌 参见图2，增重曲线参见图3， EDX结果参见图4。由图l可以看出，经过120周期(60天)加速腐蚀试验后，该成品高磷耐候钢铸轧薄带的锈 层平均厚度仅为对比样品09CuPCrNi-A的54n/。，表明该成品高磷耐f艮钢铸轧薄带抗腐蚀性能明 显优于对比样品09CuPCrNi-A。. 锈层厚度(h， m)随时间(t， hrs)的变化可以由方程h^Kf (其中K和n为常数)来描述。 根据上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带，其特征在于：表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带的成分按重量百分比为：Ｃ≤０．１２％、Ｓｉ０．１５～０．７５％、Ｍｎ０．２０～０．５０％、Ｐ０．１０～０．３０％、Ｓ≤０．０２％、Ｃｕ０．２５～０．５０％、Ｃｒ０．３０～１．２５％；Ｎｉ０．１２～０．６５％，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周国平，刘振宇，邱以清，曹光明，李成刚，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]