一種低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼及其生產(chǎn)方法，屬于耐腐蝕用鋼生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：C：0.01%-0.08%、Si：0.1%-0.5%、Mn：0.5%-1.0%、P：≤0.02%、S：≤0.01%、Cr：6.0%-13.0%、N：0.02%-0.05%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。采用采用轉(zhuǎn)爐冶煉-精煉-連鑄-加熱-控軋-控冷工藝生產(chǎn)生產(chǎn)的低碳高Cr高N耐腐蝕用鋼，具有優(yōu)異的耐氯離子腐蝕和耐工業(yè)大氣腐蝕性能，耐腐蝕性能與Q235碳鋼相比，為碳鋼的3-5倍。適用于海洋環(huán)境、沼澤地等惡劣條件下要求超高強(qiáng)、耐久性設(shè)計(jì)要求的混凝土結(jié)構(gòu)使用。
【專利說明】一種低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼及其生產(chǎn)方法，屬于耐腐蝕用鋼及其生產(chǎn)技術(shù)控制領(lǐng)域。該鋼具有優(yōu)異的耐氯離子腐蝕性能、超高強(qiáng)度、優(yōu)良塑韌性等力學(xué)性能，適用于海洋環(huán)境、沼澤地環(huán)境等較為惡劣環(huán)境條件下的混凝土結(jié)構(gòu)用鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]混凈土鋼筋是我國目前一種應(yīng)用最普遍的一種鋼鐵材料，每年國內(nèi)消耗大量的帶肋鋼筋。隨著鋼筋用處的不同，鋼筋的腐蝕程度以及耐久度顯現(xiàn)出明顯的劣勢，例如目前國內(nèi)普遍使用的不經(jīng)過處理的海沙，造成了普通鋼筋的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常水平，每年國內(nèi)由于腐蝕造成的鋼筋造成的損失數(shù)不勝數(shù)。另外，我國在沿海地區(qū)以及海洋工程、沼澤地工程等自然環(huán)境分廠惡劣的環(huán)境條件下使用普通鋼筋已經(jīng)無法滿足其使用壽命的要求，嚴(yán)重制約了混凈土結(jié)構(gòu)的耐久性，開發(fā)強(qiáng)耐腐蝕性用混凝土用鋼筋迫在眉睫。
[0003]目前在防腐方面的主要的保護(hù)性措施有添加防腐層、添加防腐劑、使用圖層鋼筋等，該類措施有很大的缺點(diǎn):1)在腐蝕環(huán)境下，特別是在氯離子腐蝕環(huán)境下，若防腐層出現(xiàn)缺陷或由于外力造成的表面開裂，會加速腐蝕，嚴(yán)重影響鋼筋的使用壽命；2)為了阻礙腐蝕，改善表面涂層的厚度，一定程度上延緩了腐蝕，但成本增加、表面對涂層與基體結(jié)合度不夠會影響整體混凝土結(jié)構(gòu)的牢固性。另一種方法是使用不銹鋼鋼筋，采用該種方法非常有效,但成本過高,無法大規(guī)模使用。
[0004]我國耐腐蝕鋼筋方面的發(fā)展尚在初期發(fā)展階段，如何通過耐蝕性元素的合理匹配、根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同選擇來開發(fā)出不同級別耐蝕性的鋼種，非常重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼及其生產(chǎn)方法，該鋼種具有優(yōu)異的耐氯離子腐蝕性能和超高強(qiáng)度、高塑韌性，成本遠(yuǎn)低于不銹鋼鋼筋，適用于應(yīng)用在復(fù)雜海洋環(huán)境要求超高強(qiáng)度、高塑韌性的建筑類產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:C:0.01%-0.08%、Si:0.1%-0.5%、Mn:0.5%-1.0%、P:≤0.02%、S:≤ 0.01%、Cr:
6.0%-13.0%、N:0.02%-0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。無需加入其他如V、Nb等強(qiáng)碳化物形成微合金元素。
[0007]低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
采用轉(zhuǎn)爐冶煉-精煉-連鑄-加熱-控軋-控冷工藝生產(chǎn)，其中加熱溫度為IlOO0C -1200°c、開軋溫度950°C -1000°C、中軋后精軋前采用強(qiáng)穿水冷卻，冷卻至精軋溫度8000C _850°C，上冷床溫度蘭800°C，以細(xì)化晶粒，防止晶粒長大。
[0008]采用本方法生產(chǎn)的鋼的顯微結(jié)構(gòu)為板條馬氏體+少量殘余奧氏體。
[0009]采用以上方法得到屈服強(qiáng)度Rp0.2≥800Mpa、抗拉強(qiáng)度Rm≥1200Mpa、延伸率^ 10%、殘余奧氏體含量為3%-7%、耐蝕性能為Q235碳鋼3_5倍的低碳高Cr高N高強(qiáng)度高塑韌性能的鋼筋混凝土耐腐蝕用鋼。
[0010]本發(fā)明是以普通的超低碳鋼為基礎(chǔ)，在普通碳鋼的基礎(chǔ)上添加一定含量的鉻元素，鉻是既具有強(qiáng)烈的鈍化元素，又具有較強(qiáng)的淬透性，鉻元素的添加可以使得該鋼種在特殊的冷卻工藝下獲得馬氏體組織，又提高鋼基體的鈍化能力，降低腐蝕速率。碳化物是在腐蝕過程中可以作為腐蝕源，加速鋼鐵腐蝕，在較低的碳含量條件下，可以適當(dāng)?shù)臏p少腐蝕速率。同樣，鋼種S含量的設(shè)定是為了減少夾雜物，降低腐蝕源，降低鋼基體的腐蝕速率，提高使用壽命。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:1)開發(fā)出除不銹鋼以外，利用超低碳、高Cr、高N的耐氯離子腐蝕性能非常優(yōu)良的混凝土用鋼筋；2)開發(fā)出具有超高強(qiáng)度級別高塑韌性能的建筑、橋梁等濕潤環(huán)境條件下的建筑用鋼；3)與新型的低溫開軋+低溫精軋+超快冷工藝有效的融合，使得耐腐蝕用鋼具有超細(xì)晶組織，提高了晶粒的耐腐蝕性能及力學(xué)性能指標(biāo)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高Cr高N鋼500X顯微組織照片；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的高Cr高N鋼與Q235碳鋼極化曲線對比圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的高Cr高N鋼與Q235碳鋼阻抗譜對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
實(shí)施例1:
表1低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼化學(xué)成分，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼，其特征在于:鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為:C:0.01%-0.08%, Si:0.l%-0.5%, Mn:0.5%-1.0%、P:≤ 0.02%、S ≤ 0.01%、Cr:6.0%-13.0%、N:0.02%-0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.—種權(quán)利要求1所述的低碳高Cr高N強(qiáng)耐腐蝕性用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟:采用轉(zhuǎn)爐冶煉-精煉-連鑄-加熱-控軋-控冷工藝生產(chǎn)，其中加熱溫度為11OO0C -1200°C、開軋溫度950°C -1000°C、中軋后精軋前采用強(qiáng)穿水冷卻，冷卻至精軋溫度8000C _850°C，上冷床溫度蘭800°C，以細(xì)化晶粒，防止晶粒長大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:采用本方法生產(chǎn)的鋼的顯微結(jié)構(gòu)為板條馬氏體+少量殘余奧氏體。
【文檔編號】C22C38/60GK103540871SQ201310547790
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】周玉麗, 晁月林, 邸全康, 王立峰, 王全禮, 程四華, 王勇, 鄭福印, 王曉晨, 李睿英, 李艷平, 劉健, 趙洪濤, 張崴 申請人:首鋼總公司