本发明专利技术一种高强耐候钢及其制造方法，耐候钢包括以下化学成分（ｗｔ％）：Ｃ：０．００１～０．００４、Ｓｉ：０．１０～０．３０、Ｍｎ：０．４０～０．７０、Ｐ≤０．０２０、Ｓ≤０．００８、Ｃｒ：２．５０～３．５０、Ｎｉ：０．２０～０．４０、Ｃｕ：０．２５～０．５０、Ｒｅ：０．０１～０．０３、Ａｌ：０．０２～０．０６、Ｃａ：０．００１～０．００４、Ｎ：０．００１～０．００５、Ｔｉ：０．０１～０．０３、Ｎｂ：０．０１～０．０３，余量为Ｆｅ和不可避免的其他杂质元素。在钢水完全脱氧后，精炼结束前，向钢包中加入钛铁并喂入Ｃａ线；在连铸结晶器内喂入Ｒｅ丝；板坯再加热温度为１１８０～１３００℃；采用两阶段控制轧制，中间坯与成品厚度比值大于３．０；粗轧出口温度８９０～１０５０℃、精轧终轧温度８００～８６０℃、轧后冷却速率１０－１５℃／ｓ、卷取温度５８０－６４０℃。本发明专利技术的优点是耐候钢７２ｈ周期浸润的相对腐蚀速率小于３０％（与Ｑ３４５Ｂ比较），耐候性能明显好于传统高强耐候钢，屈服强度大于５５０ＭＰａ，延伸率大于２４％，可应用于铁路货车、集装箱、桥梁、通讯和电力塔架等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于耐候钢
技术介绍
耐候钢作为一类量大面广的钢种，在铁路货车、集装箱、桥梁、通讯及电力塔架等 领域发挥着重要作用。耐候钢技术发展的主要方向是l)高强化；2)高耐候性。在我国铁 路货车运输"提高时速、减轻自重、增加载重"的大背景下，高强耐候钢率先批量应用于铁路 货车上。目前，铁路货车用高强耐候钢的数量最多，年需求量约为30万吨，其成分体系为 Cr-Ni-Cu系，屈服强度级别以450MPa为主，同时含少量500MPa和550MPa级。 铁路货车用高强耐候钢在强度级别提高的同时，耐大气腐蚀性能与345MPa级别 的09CuPCrNi系列钢相比并没有显著改善。因此，在实际使用过程中，仍存在两个方面的问 题1)现有耐候性指标难以满足铁路货车设计使用寿命25-30年的技术要求，在厂修时，货 车车体钢板截换率偏高，由此导致修理成本增加、厂修时间延长和货车周转作业率下降；2) 受耐候性不高的影响，货车车体用钢板不能继续减薄。 中国专利申请号200710045329. X公开了 "一种高耐蚀高强度耐候钢及其制造方 法"，其特点是采用超低碳、低锰、中铬的Cr-Ni-Cu系成分设计、利用Ti微合金化，可生产屈 服强度大于700MPa， 72h周期浸润腐蚀速率小于25% (与Q345B普碳钢比较)的高耐候性 高强耐候钢。尽管该专利专利技术的高耐候钢具有较好的技术指标，但其Cr含量高达4. 50 5. 50%，合金成本较高且焊接性能不好。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种屈服强度级别为450MPa以上、72h周期浸润加速腐蚀试 验的相对耐蚀率小于30% (与Q345B普碳钢比较)的经济型高耐候性高强耐候钢及其制造 方法。 本专利技术的技术解决方案是 1)本专利技术提供的一种经济型的高耐候性高强耐候钢，包含以下化学成分(Wt% ): C :0. 0010 0. 0040、Si :0. 10 0. 30、Mn :0. 40 0. 70、P《0. 020、S《0. 008、Cr :2. 50 3. 50、Ni :0. 20 0. 40、Cu :0. 25 0. 50、Re :0. 01 0. 03、Al :0. 02 0. 06、Ca :0. 001 0. 004、N :0. 001 0. 005、Ti :0. 01 0. 03，Nb :0. 01 0. 03，余量为Fe和不可避免的其他 杂质元素。 上述各化学成分的作用如下所述。 C含量控制在O. 0010 0. 0040%，选用超低碳设计，减少显微组织中碳化物数量， 保证了钢的组织均匀性，避免异相间产生的电偶腐蚀，提高钢的耐候性能。同时，超低碳的 设计也能显著提高钢的焊接性能和低温韧性。 Si含量控制在0. 10 0. 30%， Si以固溶强化的形式提高钢的强度，但含量过高 可导致焊接性能下降，因此将其控制在0. 30%以下。 Mn含量控制在0. 40 0. 70%， Mn是重要的强韧化和奥氏体稳定化元素，可扩大奥氏体相区，促进贝氏体组织转变的形成。 S在钢中形成硫化物夹杂，不仅降低耐大气腐蚀性能，也影响钢的低温韧性，因此，在钢种设计时将S含量控制在0. 008%以下。 P虽能有效提高钢的耐大气腐蚀性能，但P含量过高会降低钢的塑韧性和焊接性能，因而，在钢种设计时将P含量控制在0. 020%以下。 Al是钢中添加的主要脱氧元素，O. 02 0. 06X含量的A1有利于细化晶粒，改善钢材的强韧性能。 Cr可显著提高钢的钝化能力，促进钢表面形成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。将钢中Cr含量控制在2. 50 3. 50%，可明显提高耐候钢的耐大气腐蚀性能。 Cu能有效提高钢的耐大气腐蚀性能，但过高的Cu会导致热脆，在轧制过程中形成裂纹或恶化钢的表面质量，因此其含量控制在0. 25 0. 50%。 Ni能显著改善钢的低温韧性，将Ni/Cu比控制在1/3 1/1的合适范围，可有效阻止Cu的热脆。由于Ni为贵重金属元素，出于成本因素，将Ni的上限控制在0. 40% ，过高的Ni会增大氧化皮的粘附性，压入钢中会在表面形成热轧缺陷。 Ti含量控制在0. 01 0. 03%， Ti是强氮化物形成元素，氮化钛能有效钉扎在奥氏体晶界，有助于抑制板坯再加热过程中的奥氏体晶粒长大，同时在再结晶控轧过程中抑制铁素体晶粒长大，提高钢的韧性。 Nb是强碳氮化物形成元素，其碳氮化物的析出主要作用是钉扎位错，从而提高钢的强度和韧性。从控制微合金化成本，提高耐候钢强度两方面考虑，将Nb含量控制在0. 01 0. 03%。 Ca含量控制在0. 001 0. 004% ，向钢中加入Ca，可使钢中形成有利于提高耐腐蚀性能的CaO-Al203和CaS-MnS的复合夹杂物，这些碱性夹杂遇水后会提高钢表面碱度，阻止大气中酸性物质对基体的进一步腐蚀。同时，Ca元素有利于锈层中形成稳定致密的保护性氧化物a -FeOOH。 Re含量控制在0. 01 0. 03%，向钢中加入Re， 一方面使硫化物夹杂球化，降低硫化物和基体间的电位差；另一方面可在钢板表层形成一层稀土保护膜，以提高耐候性能。但稀土加入量不能过多，容易形成大颗粒的稀土硫氧化物夹杂，影响钢的综合力学性能。因此，将其控制在O. 03%以下。 2)本专利技术提供的一种高耐候性高强耐候钢的制造方法，冶炼工序包括转炉或电炉冶炼、精炼、板坯连铸，板坯再加热、控制轧制、控制冷却、巻取和精整，其特征在于在钢水完全脱氧后，精炼结束前，向钢包中加入TiFe70钛铁0. 16 0. 50kg/t，并喂入Si-Ca线0. 25 1. 20kg/t ;中间包浇铸温度1540 1555。C;在连铸结晶器内喂入Re含量大于97X的Ce和La混合稀土丝，加入量为0. 10 0. 50kg/t ;板坯再加热温度为1180 130(TC;采用两阶段控制轧制，中间坯与成品厚度比值大于3. 0 ;粗轧出口温度890 105(TC、精轧终轧温度800 86(TC、轧后冷却速率10-15°C /s、巻取温度580-640°C 。 本专利技术的专利技术思路是 1)采用超低碳的成分设计，碳含量控制在0. 001 0. 004%，以减少碳化物析出； 2)采用2. 50 3. 50%的Cr含量设计，以提高钢的表面钝化能力和锈层保护性； 3)采用Ca加Re的夹杂物复合变质处理，以降低夹杂物与基体间电位差； 4)采用0. 01 0. 03% Ti和0. 01 0. 03% Nb微合金化，以提高钢的强度和韧性； 5)通过控轧控冷得到均匀的贝氏体组织。 本专利技术的有益效果 1)采用Ca加Re的夹杂物复合变质处理，在满足高耐候性要求的前提下，可将Cr含量控制在2. 50 3. 50%，从而具有较好的经济性； 2)本专利技术提供的钢种，其屈服强度达550MPa以上，与Q345B比较，其72h周期浸润腐蚀试验的相对腐蚀率小于30%，属于高耐候性高强耐候钢；可取代传统高强耐候钢，裸装或涂装用于铁路货车、集装箱、桥梁、通讯和电力塔架领域，以减轻构建自重，延长使用寿命。 3)本专利技术提供的钢种，可热轧状态直接供货，有效縮短供货周期，降低制造成本。实施例 按照本专利技术钢成分要求，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强耐候钢，其特征在于：所述耐候钢包括以下化学成分（ｗｔ％）：Ｃ：０．００１～０．００４、Ｓｉ：０．１０～０．３０、Ｍｎ：０．４０～０．７０、Ｐ≤０．０２０、Ｓ≤０．００８、Ｃｒ：２．５０～３．５０、Ｎｉ：０．２０～０．４０、Ｃｕ：０．２５～０．５０、Ｒｅ：０．０１～０．０３、Ａｌ：０．０２～０．０６、Ｃａ：０．００１～０．００４、Ｎ：０．００１～０．００５、Ｔｉ：０．０１～０．０３、Ｎｂ：０．０１～０．０３，余量为Ｆｅ和不可避免的其他杂质元素。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘锟，王魁周，郭佳，周德光，赵林，张鹏程，
申请(专利权)人：首钢总公司，河北省首钢迁安钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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