一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢及其制备方法。本发明专利技术化学成分按重量百分比为：C：≤0.08％，Si：0.35％～0.50％，Mn：0.40％～0.60％，P：0.08％～0.12％，S：≤0.010％，Cu：0.25％～0.40％，Cr：0.75％～1.00％，Ti：0.065％～0.105％，N：≤0.0050％，Sb：0.05％～0.07％，其余为Fe及不可避免的杂质。通过本发明专利技术制备的方法制备的热轧钢卷，抗拉强度≥650MPa，耐候指数I≥7.5。成型性能及焊接性能良好、强度高、成本低、加入适量的Sb后耐腐蚀性能优异，应用于光伏支架可显著提升光伏支架的使用寿命，降低光伏支架成本和劳动强度。劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]光伏发电是一种绿色环保产业，以其无污染、无噪声、维护简单等特点显示出无比广阔的发展空间和应用前景，是最具潜力的能源开发领域。光伏支架是光伏发电装置的一个重要支撑保护结构。为了防止光伏支架的腐蚀，目前大多采用Q235和Q355材质钢板卷或轻质型材加工后镀锌使用。但热镀锌产品在生产时会造成污染，大幅度增加了治理成本。
[0003]高强度耐候钢是光伏支架的理想产品，目前国内生产光伏支架耐候钢普遍采用加入较高含量的V、Nb、Ni等贵重合金元素，以达到提高强度和耐腐蚀性的目的，但是增加了生产成本，且强度还不够高，耐蚀性能还不够好。因此，研发一种低成本的具有高强度、高耐蚀性的650MPa级光伏支架用耐候钢具有十分重要的意义。
[0004]对比相关专利文献，CN113528949A公开了一种550MPa级太阳能支架用热轧钢卷及其生产方法：采用Nb
‑
V微合金化提高强度，且强度级别较低，从低温冲击性能测试要求可知钢板较厚(≥5mm为半尺寸，≥10mm为半尺寸)，生产的光伏支架成本高，且施工劳动强度大。
[0005]CN114438411A公开了一种光伏支架用耐候钢及其生产方法：采用Nb
‑
Ti微合金化提高强度，且强度级别较低，抗拉强度：420～600MPa，从低温冲击性能测试要求可知钢板较厚(≥5mm为半尺寸，≥10mm为半尺寸)，生产的光伏支架成本高，且施工劳动强度大，耐蚀性能较差，耐候指数为6.37
‑
6.60，实施例贵重金属Ni含量较高(0.015％)，S含量极低(0.001％、0.002％)，冶炼脱S成本较高。
[0006]CN113652599A公开了一种高强耐腐抗寒热轧钢卷及其生产方法和应用：采用V
‑
Ti微合金化提高强度，且强度级别较低，实施例中抗拉强度：425～480MPa；钢板较厚(3mm
‑
16mm)，生产的光伏支架成本高，且施工劳动强度大；C：0.15％～0.20％含量高，焊接性能差；Mn:0.025％～0.055％，含量太低，锰硫比太低，工业生产会产生边部裂纹；耐蚀性能很差，耐候元素仅含Cu:0.10％～0.20％、Cr:0.30％～0.60％，不能满足裸用25
‑
30年光伏支架寿命周期。

技术实现思路

[0007]根据上述提出的技术问题，而提供一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢及其制备方法，本专利技术采用Ti合金化，不添加贵重金属铌、钒、镍等，合金成本低，通过控制纳米级析出提高强度，光伏支架用钢厚度仅1.5mm
‑
4.0mm，轻量化减重达25％以上，同时降低运输成本和施工劳动强度；通过添加一定的价廉物美的硅、磷，除了能提高耐候指数外，还能提高强度，耐蚀性能优异，可以裸用，一定锑含量的光伏支架还可以在弱酸性环境下使用，耐蚀性能进一步增强；成分设计合理，生产成本较低，生产难度小，便于工业生产。本专利技术采用的技术手段如下：
[0008]一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢，其化学成分按重量百分比为：C：≤0.08％，Si：0.35％～0.50％，Mn：0.40％～0.60％，P：0.08～0.12％，S：≤0.010％，Cu：0.25％～0.40％，Cr：0.75％～1.00％，Ti：0.065％～0.105％，N：≤0.0050％，Sb：0.05％～0.07％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0009]为实现本专利技术的目的，本专利技术还公开了一种技术方案，即一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢的生产方法，其生产步骤与现有热轧带钢生产步骤基本相同，包括热轧、冷却、卷取步骤：
[0010]热轧步骤中加热时间60min～100min；所述热轧步骤中精轧入口厚度为30mm～40mm，精轧开轧温度为980℃～1080℃，热轧步骤中终轧温度为880℃～920℃；冷却步骤中层流冷却为前段冷却；卷取步骤中的温度为600℃～660℃，厚度为1.5mm～4.0mm。
[0011]本专利技术的各化学组分的选用原理及含量、主要工序的设计原因如下：
[0012]碳：碳是钢中有效的强化元素，可以溶入基体中起到固溶强化的作用，且能够与钛结合形成碳化物析出粒子，起到细晶强化和沉淀强化的作用，因此提高碳含量对提高强度有利。但是过高的碳含量会在钢中形成较多粗大脆性的碳化物颗粒，对塑性和韧性不利，碳含量过高还容易在钢板中心形成偏析带，对弯曲性能、成形性能等不利，同时过高的碳含量会增加焊接碳当量和焊接裂纹敏感指数，不利于焊接加工；因此本专利技术中C的取值范围设定为≤0.08％。
[0013]硅：硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，有利于细化锈层组织，降低钢整体的腐蚀速率，但含量过高会降低钢的塑性和韧性，使轧制时除磷困难，还会导致焊接性能下降；因此本专利技术中Si的取值范围设定为0.35％～0.50％。
[0014]锰：锰具有较强的固溶强化作用，能显著降低钢的相变温度，细化钢的显微组织，是重要的强韧化元素，但Mn含量过多时连铸过程容易产生铸坯裂纹，同时可能造成钢板心部成分偏析，还会降低钢的焊接性能；因此本专利技术中Mn的取值范围设定为0.40％～0.60％。
[0015]磷：磷元素能有效提高钢的耐大气腐蚀性能，但磷含量过高会显著降低钢的塑性及低温韧性；因此本专利技术中P的取值范围设定为P：0.08％～0.12％。
[0016]硫：硫会形成硫化物夹杂使钢的性能恶化，同时腐蚀过程中易形成孔蚀扩展，对腐蚀性能有不利影响；因此本专利技术中S的取值范围设定为S≤0.010％。
[0017]铜：铜加入钢中有利于在钢的表面形成致密的、粘附性好的非晶态氧化物(烃基氧化物)保护层，耐蚀作用明显；另外，铜与硫生成难溶的硫化物，从而抵消S对钢耐蚀性的有害作用；但是铜含量过高时，由于铜的熔点较低，低于钢坯加热温度，析出的铜呈液态聚集于奥氏体晶界处，当析出的铜含量达到一定程度后，容易在加热或热轧时产生裂纹；另外，根据耐大气腐蚀性指数I的计算公式，铜含量过小或过大都将减小I的计算值；因此本专利技术中Cu的取值范围设定为0.25％～0.40％。
[0018]铬：铬对改善钢的钝化能力具有显著效果，可促使钢表面进行致密的钝化膜或保护性锈层，其在锈层内的富集能有效提高锈层对腐蚀性介质的选择性透过特性；但是铬含量过高会使生产成本提高；因此本专利技术中Cr的取值范围设定为0.75％～1.00％。
[0019]钛、氮：钛与碳、氮形成的Ti(C,N)析出物，能够有效细化奥氏体晶粒、以及抑制焊接过程中粗晶区的组织粗化，同时可产生析出强化效果：提高Ti元素含量可提高Ti(C,N)析出物体积分数，增强细晶强化和析出强化效果，但是钛或氮元素含量过高容易形成微米级
的TiN，导致成形性能、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比为：C：≤0.08％，Si：0.35％～0.50％，Mn：0.40％～0.60％，P：0.08～0.12％，S：≤0.010％，Cu：0.25％～0.40％，Cr：0.75％～1.00％，Ti：0.065％～0.105％，N：≤0.0050％，Sb：0.05％～0.07％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的低成本650MPa级光伏支架用含锑耐候钢，其特征在于，制备的热轧钢卷，抗拉强度≥650MPa，耐候指...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正荣，崔凯禹，汪创伟，胡云凤，叶凯，李海波，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：