【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低合金钢及其制造方法，尤其涉及一种耐腐蚀的低合金钢及其制造方法。
技术介绍
1、微生物腐蚀是指由于微生物的自身生命活动及其代谢产物直接和间接地加速金属材料腐蚀过程的现象，其普遍存在于各种自然环境中，如土壤、海水、油田系统等，是引起工程材料失效的一个主要原因。有统计表明，微生物对金属材料的腐蚀占总金属材料腐蚀的20％左右，造成的经济损失巨大。
2、微生物腐蚀通常是多种微生物的协同腐蚀过程，硫酸盐还原菌(sulfatereducingbacteria，srb)、腐生菌tgb、铁氧化细菌(iron oxidizing bacteria，iob)等微生物都是引起管道、管件、板料等钢铁材料发生局部腐蚀的主要微生物类群，其中srb在造成钢铁材料腐蚀的微生物类群中含量最高，危害最大。
3、另外，很多情况下会存在微生物和co2腐蚀共存的服役环境。然而在现有技术中的钢种产品的耐腐蚀性往往只能针对co2腐蚀，或者针对微生物腐蚀，而没有同时抗co2和微生物腐蚀的产品。
4、例如，针对co2腐蚀，已有3cr、13cr等产品。
5、另外，公开日为2017年9月19日，公开号为cn 107177792a，名称为“一种具有耐硫酸盐还原菌腐蚀性能的管线钢”的中国专利文献公开了一种管线钢，其化学元素组成为：c≤0.10％,si≤0.50％,mn≤2.0％,1.5％≤cu≤4.0％，ni≤0.60％，mo＜0.30％；cr＜0.30％，nb＜0.05％，ti＜0.05％中的一种或多种,其余为fe和不
6、公开日为2018年3月16日，公开号为cn 107805762a，名称为“一种具有耐海洋微生物腐蚀性能的低合金高强度钢”的中国专利文献公开了一种低合金钢，其化学元素组成为：c 0～0.08％,si 0～0.40％,mn 0～1.8％,cu 0.6～4.0％，ni 0.6～1.0％，mo 0～0.6％,cr 0～0.60％,nb 0～0.05％,其余为fe和不可避免的杂质组成，可获得明显降低海洋铜绿假单胞微生物腐蚀风险的低合金高强钢。该低合金钢具备优异耐铜绿假单胞微生物腐蚀性能，但不具备抗co2腐蚀性能。
7、基于此，期望获得一种钢种，其具有良好的抗co2及微生物腐蚀性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种抗二氧化碳及微生物腐蚀的低合金钢，该低合金钢适用于微生物和co2腐蚀共存的服役环境。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种抗二氧化碳及微生物腐蚀的低合金钢，其化学元素包括fe和不可避免的杂质，此外其还含有质量百分比如下的下述化学元素：
3、c：0.02～0.1％，si：0.1～1.5％，mn：0.10～1.8％，cr：1.0～5.5％，ni：0.3～3.0％，cu：0.3～4.8％，mo：0.10～2.5％，v：0.01～0.2％，al：0.01～0.1％，re：0.1～1.0％。
4、进一步地，本专利技术还提供了一种抗二氧化碳及微生物腐蚀的低合金钢，其各化学元素质量百分比为：
5、c：0.02～0.10％，si：0.1～1.5％，mn：0.10～1.8％，cr：1.0～5.5％，ni：0.3～3.0％，cu：0.3～4.8％，mo：0.10～2.5％，v：0.01～0.2％，al：0.01～0.1％，re：0.1～1.0％，余量为fe和不可避免的杂质元素。
6、进一步地，在本专利技术所述的低合金钢中，re元素至少包括la和ce，并且其质量百分含量满足0.05％≤(la+ce)≤0.55％。
7、进一步地，在本专利技术所述的低合金钢中，不可避免的杂质主要包括p和s，其中p≤0.015％，s≤0.007％。
8、在本技术方案中，p是导致抗co2腐蚀性能下降的有害元素，且对热加工性能产生不利影响。在本技术方案中，若p的含量超过0.015％，则使co2抗腐蚀性能无法满足要求，因此p限定在0.015％以下。
9、另外，在本技术方案中，s是使得热加工性能降低同时对冲击韧性产生不良影响的有害元素。若s的含量超过0.007％，则不能正常制造焊管。因此s限定在0.007％以下。并且，进一步优选地控制在0.005％以下。
10、在本专利技术所述的低合金钢中，各化学元素的设计原理如下所述：
11、在本技术方案中，c有利于提高钢的强度，但c含量过高易于晶界析出合金元素碳化物，降低钢种抗co2和微生物腐蚀性能。另外，从可焊性角度考虑，c还会强烈提高钢的焊接裂纹敏感性。因此本技术方案控制c含量为0.02-0.10％。
12、si是炼钢过程中重要的脱氧剂。此外si还可以提高高温抗氧化和耐酸性能。为保证钢的脱氧效果，si含量需保持在0.1％以上，但含量过多会降低钢的韧性和塑性。本专利技术专利si含量限定在0.1～1.5％。
13、mn具有扩大奥氏体相区，增加淬透性，细化晶粒等有益效果。然而，过多mn对焊接性能和热加工性能有明显影响，因此在本技术方案中，mn含量控制在0.10％～1.80％。
14、在本技术方案中，cr能够明显提高钢种抗co2局部腐蚀和均匀腐蚀能力。当cr含量小于1.0％时，不能保证优异的耐co2腐蚀性能。然而cr不是越高越好，因为cr的碳化物在晶界的偏析容易导致钢种抗腐蚀性能下降。另一方面，cr越高可焊性会受到影响。因此综合考虑本技术方案将cr的含量设计为1.0～5.5％。
15、在本技术方案中，ni可以明显改善钝化膜性能，提升钢种的耐腐蚀作用。ni还可以改善炼钢钢坯开裂问题。因此，本专利技术将ni含量控制在0.3～3.0％。
16、cu是本专利技术的关键性合金元素，是保证耐微生物腐蚀性能的必要条件。cu以富铜相均匀弥散分布在基体中，服役工况环境下铜离子可以持续溶出吸附在钢表面，而阻止硫酸盐还原菌在钢表面吸附生长，从而起到杀菌作用。但过量cu会导致粗大富铜相析出，影响冲击韧性和热加工性能。因此，本专利技术将cu含量控制在0.3～4.8％。
17、mo可通过碳化物及固溶强化来提高钢强度，并且还会有效增加钢耐点蚀能力。基于此，本专利技术将mo含量控制在0.1～2.5％。
18、v是典型析出强化元素，可提高钢的强度。当v含量小于0.01％时，强化效果不明显；当v含量超过0.20％时，析出相较多且粗大，影响钢的韧性和耐腐蚀性能。基于此，本专利技术将v含量控制在0.01～0.20％。
19、al是在本技术方案中作为脱氧元素而含量控制在0.01～0.10％。
20、在本技术方案中，re可以有效提高钢的韧性和耐co2腐蚀性能，其中la和ce可有效提升钢的耐微生物腐蚀性能。但re、la和ce含量不宜过多，过多会产生较多粗大夹杂物，影响钢的韧性和耐腐蚀性能。基于此，本专利技术控制re含量控制在0.10～1.0％，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗二氧化碳及微生物腐蚀的低合金钢，其特征在于，其化学元素包括Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：
2.如权利要求1所述的低合金钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：
3.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，RE元素至少包括La和Ce，并且其质量百分含量满足0.05％≤(La+Ce)≤0.55％。
4.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，P≤0.015％，并且/或者S≤0.007％。
5.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，其微观组织为铁素体和珠光体。
6.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，其性能满足：在CO2、SRB、TGB、IOB共存环境下，均匀腐蚀速率≤0.015mm/a，点腐蚀速率≤0.033mm/a。
7.一种板材，其采用如权利要求1-6中任意一项所述的低合金钢制得。
8.一种焊管，其采用如权利要求1-6中任意一项所述的低合金钢制得。
9.一种如权利要求7所述的板材的制造方法，
10.如权利要求9所述的板材的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，控制板坯加热温度为1150～1280℃，控制终轧温度为850～980℃。
11.一种如权利要求8所述的焊管的制造方法，其特征在于，包括步骤：
12.如权利要求11所述的焊管的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，控制板坯加热温度为1150～1280℃，控制终轧温度为850～980℃。
...【技术特征摘要】
1.一种抗二氧化碳及微生物腐蚀的低合金钢，其特征在于，其化学元素包括fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分比如下的下述化学元素：
2.如权利要求1所述的低合金钢，其特征在于，其各化学元素质量百分比为：
3.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，re元素至少包括la和ce，并且其质量百分含量满足0.05％≤(la+ce)≤0.55％。
4.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，在不可避免的杂质中，p≤0.015％，并且/或者s≤0.007％。
5.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，其微观组织为铁素体和珠光体。
6.如权利要求1或2所述的低合金钢，其特征在于，其性能满足：在co2、srb、tgb、iob共存...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐亚猛，张春霞，张忠铧，高展，
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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