【技术实现步骤摘要】
一种低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢及其制造方法
[0001]本专利技术涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种低合金钢及其制造方法。
技术介绍
[0002]众所周知，海洋资源的开发关乎着国家的能源安全和国防安全，针对海洋资源的开发至关重要。在海洋资源的开拓过程中，常需要设立许多大型的建筑设备，而在这些建筑设备中，除了部分关键结构件，大多均采用的是Q235MPa级钢种。这种应用在海洋环境中的钢板，除了要求具有良好的低温韧性、低屈强比，还需要具备优良的耐海洋大气腐蚀性能。
[0003]当前，现有的耐海洋大气腐蚀钢板的制造成本非常高，其大多均添加有大量的耐蚀合金元素，这会大大增加整个工程制造费用和维护成本，并影响推广使用，并不能适应行业快速发展的要求。
[0004]例如：公开号为CN112126863A，公开日为2020年12月25日，名称为“一种耐海洋气候易焊接型桥梁用耐候钢板及其生产方法”的中国专利文献，公开了一种耐海洋气候易焊接型桥梁用耐候钢板及其生产方法，该耐候钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.06～0.10％，Mn：1.30～1.50％，P≤0.010％，S≤0.002％，Nb：0.015～0.035％，Ni：1.25～1.50％，Al：0.015～0.040％，Cu：0.30～0.40％，Mo：0.06～0.10％，其余为Fe和不可避免的杂质；其所采用的生产方法包括：初炼、LF精炼、Ca处理、轧制、控冷工序。在该技术方案中，其虽然能够确保钢材获得良好的耐海洋大气腐蚀性能，并满足>‑
20℃低温冲击要求，但是添加了较多的Ni合金，P含量要求较严，制造成本较高。
[0005]又例如：公开号为CN112647014A，公开日为2021年4月13日，名称为“一种适用于海洋大气环境用建筑结构钢及其生产方法”的中国专利文献，公开了一种适用于海洋大气环境用建筑结构钢及其生产方法，其化学成分及其质量分数如下：碳：0.07％～0.17％，硅：0.6％～0.8％，锰：0.3％～1.0％，磷：0.08％～0.15％，硫：0.005～0.035％，铜：0.15％～0.2％，锑：0.1％～0.2％，铈：0.0025％～0.0045％；并选择性包含：锡：0.01％～0.02％，钒：0.05～0.1％中任意一种或两种，其余为铁以及不可避免的杂质。该建筑结构钢具有优异的耐蚀性，可有效提高钢结构建筑物的寿命和安全性，但其添加了较多的Si、Sb、V，会导致制造成本增加，且会导致钢材的低温韧性受到一定影响。
[0006]再例如：公开号为CN111172458A，公开日为2020年5月19日，名称为“一种耐高温高湿高盐雾海洋大气环境的耐候钢及制备方法”的中国专利文献，公开了一种耐高温高湿高盐雾海洋大气环境的耐候钢及制备方法，该钢的化学成分及重量百分比为，C:0.03～0.07，Si:0.35～0.55，Mn:1.15～1.35，P≤0.01，S≤0.025，Cu:0.25～0.45，Cr:2.5～3.5，Ni:0.9～1.1，Mo:0.05～0.15，Sn:0～0.6，其余为Fe；在该技术方案中，其通过真空感应炉冶炼出符合成分设计范围的钢锭，经过后续控轧控冷工艺，最终得到组织为贝氏体的耐候钢。这种耐候钢具有优异的综合性能，在提高Cr，降低高成本Ni含量的基础上，添加Mo、Sn等微合金元素，不仅能满足南海这种高温高湿高盐雾的苛刻服役环境对高耐候性的要求，还能满足钢材稳定的力学性能要求。但是，其仍然添加了较多的Mn、Cr、Ni、Mo，会导致制造成本增加。
[0007]因此，为了满足市场需求，当前亟需设计研发一种低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其能够有效降低制造成本，具有经济环保的重大意义。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，该钢板采用了合理的化学成分设计，其在控制较低制造成本的同时，还可以获得有优良的耐海洋大气腐蚀性能，其可以用于制备海洋平台结构件、海洋环境结构件，具有十分重要的现实意义。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其含有Fe和不可避免的杂质元素，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
[0010]C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.15％，Mn：0.50～1.00％，P：0.050～0.100％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.80％，O：0.005～0.010％，Ce：0.020～0.040％，0＜Als≤0.01％。
[0011]进一步地，在本专利技术所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢中，其各化学元素质量百分含量为：
[0012]C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.15％，Mn：0.50～1.00％，P：0.050～0.100％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.80％，O：0.005～0.010％，Ce：0.020～0.040％，0＜Als≤0.01％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0013]在设计时，专利技术人考虑到本专利技术的钢材主要是应用于海洋环境中的，这种钢材主要是期望获得优异的强韧性和耐海水腐蚀性能。因此，在实际冶炼炼钢时，需要精确控制钢水的氧含量，同时去除高氧含量产生的大尺寸夹杂物，进而减少连铸过程中铸坯表层气孔等缺陷。
[0014]基于这种考虑，在化学成分设计时，专利技术人合理地设计了C、Mn元素的含量以保证钢材的基础强度，同时还严格控制了P、Cu、Cr、O、Ce元素的含量，来提高钢的耐海水腐蚀性能。
[0015]在本专利技术所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
[0016]C：在本专利技术所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢中，C是提高钢材强度最有效的元素。随着钢中C元素含量的增加，钢中的Fe3C增加，也会使钢材的淬硬性增加，从而提高钢的屈服强度和抗拉强度。但需要注意的是，在冶炼过程中，钢中的C元素会和O元素发生反应，并存在C、O平衡。因此，为了确保钢中O元素的含量，并确保钢材的性能，在本专利技术中，将C元素的质量百分含量控制在0.02～0.10％之间。
[0017]Si：在本专利技术所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢中，Si元素与C元素的亲和力很弱，其在钢中并不与C元素化合，但Si元素能够溶入铁素体中，并产生固溶强化作用，使得铁素体的强度和硬度提高，但其同时也会导致钢材的塑性和韧性有所下降。钢中添加Si元素虽然对材料的强度有一定帮助，但Si作为脱氧剂，其脱氧能力是强于Mn元素的，因此钢中Si元素的添加量也不宜过高，当钢中Si元素含量增大时，会导致钢中O含量下降。因此，在本专利技术所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢中，将Si元素的质量百分含量控制为0＜Si≤0.15％。
[0018]Mn：在本专利技术所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢中，Mn元素与C的亲和力较强，其是扩大奥氏体相区、细化晶粒并确保钢材综合性能以及提高淬透性的有效元素，且并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其含有Fe和不可避免的杂质元素，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.15％，Mn：0.50～1.00％，P：0.050～0.100％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.80％，O：0.005～0.010％，Ce：0.020～0.040％，0＜Als≤0.01％。2.如权利要求1所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：C：0.02～0.10％，0＜Si≤0.15％，Mn：0.50～1.00％，P：0.050～0.100％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.20～0.80％，O：0.005～0.010％，Ce：0.020～0.040％，0＜Als≤0.01％；余量为Fe和不可避免的杂质元素。3.如权利要求1或2所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其特征在于，在不可避免的杂质元素中，S≤0.005％。4.如权利要求1或2所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其特征在于，各化学元素满足下述各公式的至少其中之一：10≤Si/O≤15；5≤Mn/Si≤15；Ceq≤0.33，其中Ceq＝C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14，式中各化学元素代入其质量百分含量百分号前的数值。5.如权利要求1或2所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其特征在于，其微观组织为铁素体+珠光体，其中铁素体的相比例在70％以上。6.如权利要求1或2所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其特征在于，其具有复合夹杂物，所述复合夹杂物的中心为Al2O3、TiO、MnO和SiO2，表面为Ce2O2S、Ce2S3或CeS。7.如权利要求1或2所述的低成本Q235级耐海洋大气腐蚀钢，其特征在于，其性能满足：室温下的屈服强度≥235MPa，抗拉强度为370～500MPa，延伸率≥26％；
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20℃冲击功KV2≥8...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文斌，杨秀利，王宪军，卜勇，李书瑞，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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