一种洁净的耐腐蚀的海洋工程用钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种洁净的耐腐蚀的海洋工程用钢及其生产方法。其化学成分按重量百分比：C：0.01～0.03％，Si：0.28％～0.95％，Mn：0.10％～0.50％，P：0.010％～0.10％，Ni：0.10％～0.90％，Cu：0.05％～0.25％，并控制钢中：S≤0.006％，Nb≤0.005％，V≤0.005％，Ti≤0.005％，；且满足以下关系式：3C≤Cu+Ni≤1.15％，1.5Cu≤Ni+Mn≤1.28％；其生产步骤：冶炼并真空处理及连铸；对铸坯加热及均热；连续轧制成产品钢板；自然冷却至室温。本发明专利技术在满足海洋结构用钢力学性能的前提下，提高耐海水腐蚀能力至少在35％，钢的洁净度高(在100倍金相显微镜下观察到的夹杂物颗粒≤5粒)，且冷、热工艺性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐腐蚀的钢铁材料，具体属于一种洁净的耐腐蚀的海洋工程用钢及其生产方法。
技术介绍
海洋钻井平台、远洋船舶、跨海大桥等钢结构工程由于受到海水及海洋大气腐蚀环境，使用寿命显著低于内陆钢结构工程，腐蚀为钢结构工程失效的首位因素，为了提高使用寿命，往往在钢材表面喷涂厚厚的防腐涂料，但增加了钢结构自身重量，不利于施工、运输，而且钢材表面涂料在钢结构装配等施工过程中容易擦伤，形成局部腐蚀源，且不易被发现，一定时间后可能产生灾难性后果。在本申请以前，中国专利申请200610024963. O公开了一种“抗海水和潮湿环境腐蚀钢”，化学成分为 C 0. 06 % O. 09 %，Si 0. 20 O. 50 %，Mn 0. 30 % O. 40 %，Cr : I. 00% I. 20%, Al 0. 40% O. 60%, Mo 0. 25% O. 35%, P ·.( O. 01 B %, s^O- 010%， Cu:<0· 15%^ Ni ( O. 20%, Ti ( O. 020%, Sn ( O. 020%, As ( O. 020%, Pb ( O. 0025%, Bi ( O. 010%, Sb ( O. 004%, ( O. 030%, ( O. 0025%, ( O. 00015%，其余为 Fe和不可避免杂质。经电弧炉初炼-钢包炉真空精炼-轧钢机热加工轧制成材。该专利技术不足之处在于钢中强氧化合金元素Al含量太多，高达O. 60%，易形成颗粒粗大的Al2O3 且不易除净，降低钢的断裂韧性和钢板表面质量，在连铸过程中生成的Al2O3容易堵塞浇铸水口，造成生产事故。钢中添加了 I. 00% I. 20%的Cr，容易在钢材中形成含Cr的系列化合物如Cr2C3、Cr6C23等，增加了夹杂物与Fe基体的电极电位，容易造成腐蚀，尤其易发生点蚀。中国专利申请200780006797. 4公开了“船舶用耐腐蚀钢材”，该船舶用耐腐蚀钢材以质量％计，含有 C 0. 03 O. 25%、Si 0. 05 O. 50%、Mn :0· I 2. 0%、P 0. 025% 以下、 S 0. 01% 以下、Al 0. 005 O. 10%,W 0. 01 I. 0%Xr :0. 01% 以上且小于 O. 20%，根据需要还含有选自Sb :0. 001 O. 3%和Sn :0. 001 O. 3%中的I种或2种，和/或选自Ni 0.005 O. 25%, Mo :0. 01 O. 5%, Co :0. 01 I. 0%中的I种或2种以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。该专利技术不足之处在于有意添加了合金元素W，且含量在O. 01 1.0%范围，W熔点很高，易在钢中形成单质W夹杂，又因为钢中Cr含量在O. 01%以上且小于O. 20%，增加了钢中含Cr夹杂物种类及数量，不利于提高钢的耐腐蚀性能。中国专利申请201010137072. 2介绍了一种“低成本耐海水腐蚀钢”，其化学成分为C :0. 06 O. 15%、 Si :0. 05 O. 40%,Mn :0. 50 I. 20%,P :0. 010 O. 030%, S ( O. 020%,Als :0. 004 O.070%,O 0. 0040 O. 0100%。该专利技术不足之处在于钢中含量较高，在生产制造中易在钢中形成众多氧化物夹杂物，提高了 Fe基体与这些夹杂物之间的电位差，降低了钢的耐腐蚀性能，另外，钢中C含量较高，生产该钢的过程中易产生Fe3C,形成珠光体组织，更为严重的是，可能形成珠光体-铁素体带状组织，不同类组织之间形成的电位差导致腐蚀速率加快，最后缩短整个钢结构工程的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是洁净度不够而造成耐海水腐蚀性能较差的不足，提供一种在满足海洋结构用钢力学性能的前提下，提高耐海水腐蚀能力至少在35%，钢的洁净度好的洁净的耐腐蚀的海洋工程用钢及其生产方法。实现上述目的的措施一种洁净的耐腐蚀的海洋工程用钢，其化学成分按重量百分比为C :0.01 O. 03%, Si :0. 28 % O. 95 %，Mn :0. 10 % O. 50 %，P :0. 010 % O. 10 %，Ni :0. 10 % 0.90 %，Cu :0· 05 % O. 25 %，并控制钢中S≤O. 006 %, Nb ≤ O. 005 %, V ≤ O. 005 %, Ti ≤ O. 005%，余为Fe和不可避免的杂质；且满足以下关系式3C ≤ Cu+Ni ≤ 1. 15%, 1. 5Cu ( Ni+Mn ≤ 1. 28%。生产一种洁净的耐腐蚀的海洋工程用钢的方法，其步骤I)冶炼并进行真空处理，连铸成坯；2)对铸坯进行常规加热及均热；3)连续轧制成产品钢板，并控制终轧温度780 820°C，轧后浇水冷却至430 530 0C ；4)自然冷却至室温，待用。本专利技术主要合金元素含量的设定及制造方法，依据以下原理。耐腐蚀性能是衡量海洋工程用钢技术指标之一，提高低碳低合金结构钢的耐腐蚀性能钢主要措施减少钢中杂质含量，降低异于基体组织结构的Fe3C及珠光体数量。因此， 本专利技术钢中不有意添加Nb、V、Ti等强碳化物、氮化物形成元素，且控制钢中Nb ( O. 005%, V^O. 005%, Ti ^ O. 005%,目的在于避免在钢中形成Nb (CN)、VC、Ti (CN)等析出相，因为这些析出相与基体的界面处容易产生点蚀，降低钢的耐腐蚀性能。钢种化学成分设计以置换强化合金元素为主，且设置3C< Cu+Ni ( I. 15%，目的在于置换合金元素含量高于3倍于C含量，减少钢中形成Fe3C的数量，乃至避免形成珠光体，在达到上述目的的前提下，Cu+Ni ( I. 15%目的在于具有一定耐腐蚀性能的前提下，尽可能降低Cu、Ni合金元素含量，降低钢的生产原材料成本。由于Cu在钢中易在生产过程中产生热裂现象，设置1.5Cu ( Ni+Mn目的在于用一定Ni、Mn含量抑制Cu的热裂影响，设定Ni+Mn ( I. 28%,目的在于达到上述目的的前提下减少Ni、Mn合金元素含量，降低生产成本。C :是钢中廉价的强化元素，为了提高钢的强度，控制钢中一定C含量可保障钢的屈服强度> 310MPa，但是过高的C含量会使钢在生产过程中产生Fe3C及珠光体组织，增加钢的在海水及海洋大气环境下的腐蚀速率。相反，如果C含量过低，则难于保障钢的强度， 综合平衡钢的力学性能和耐腐蚀性能，将C含量的取值范围确定为0. 01-0. 03%。Si :是一种廉价的强化元素，加入钢中可显著提高钢的强度，另外。Si在钢中由于 “拖曳”作用抑制C原子扩散，减少Fe3C形成的可能性，有利于提高钢的耐腐蚀性能。但如果钢中Si含量偏高，会使钢的韧性，尤其使低温韧性明显降低，综合钢的强度、韧性及耐腐蚀性能诸方面的考虑，将Si的成分范围确定为0. 28% O. 95%。Mn:是结构钢中常用合金元素，不仅可以增加钢的强度，还可以降低钢的相变温度，通过控制轧制过程，在提高钢的强度同时提高其断裂韧性，但若Mn含量过高，在钢中易形成MnS夹杂，减低钢的耐腐蚀性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颜堂，张开广，丁庆丰，刘文斌，骆海贺，刘昌明，罗毅，董中波，童明伟，邹德辉，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：