[发明专利]一种高耐蚀型高强度含Al耐候钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐候钢制造领域，特别涉及一种高耐蚀型高强度含Al耐候钢板及其制造方法。

背景技术

耐候钢或称耐大气腐蚀钢，如中国专利CN1609257公开的“针状组织高强度耐候钢及其生产方法”、中国专利CN1986864公开的“一种高强度低合金耐大气腐蚀钢及其生产方法”以及日本专利号JP04235250A公开的“HIGH CORROSION RESISTANT STEEL SHEE”、美国专利号US6315946公开的“Ultra low carbon bainitic weathering steel”等。上述专利所涉及的钢种均属传统CORTEN钢系列钢种，成分体系属于Cu-P-Cr-Ni系或Cr-Mn-Cu系，通过辅助添加其他微量合金元素并在一定的轧制工艺条件下获得不同组织形态，从而达到所需的力学性能和耐蚀性能。在合金成分上为低Cr耐候钢，Cr含量一般在0.7%以下，Al含量不超过0.1%。

然而，依靠P、Re提高耐蚀性能存在P的偏析开裂及Re含量难以控制等问题。为进一步提高耐大气腐蚀性能，研究人员转向于通过大幅度提高其它耐蚀元素的含量开发了高合金型的耐候钢。如日本专利号JP01079346A公开的“耐海水腐蚀钢”、日本专利号JP05302148A公开的“高耐蚀性强磁型制振合金”以及日本专利号JP10025550A公开的“耐蚀钢”、日本专利号JP2000336463公开的“CORROSION RESISTANT STEEL IN THE SOIL”及日本专利号JP2002285298公开的“Cr-CONTAINING CORROSION RESISTANT STEEL FOR BUILDING AND CONSTRUCTION STRUCTURE”等。

上述五个专利所涉及钢种均含有较高的Al、Cr成分，同时配合其它合金元素实现特定的力学性能。其中前两个专利属于高Al型耐候钢，专利JP01079346A钢中Al含量高达7-20%，而专利JP05302148A钢中除了高Al含量外，还含有远超普通耐候钢水平的Si、Cr；而后三个专利在成分体系上都属于高Cr体系耐候钢，Cr含量一般在7%以上，多为9-14%之间。其中专利JP10025550A中甚至含有高达0.45-0.65%的C。另外，上述专利还含有不等量的Co、W、Mo、B、Zr等成分。由上述专利所代表的高Al系、高Cr系耐候钢，由于其合金成分太高，一方面增加了炼钢、轧钢的生产难度，同时成本也大幅度提高。

现有技术的耐候钢，在保证良好力学性能的同时，其相对腐蚀率往往不高，甚至有的钢种的综合力学性能也保证不了，只是某一方面的力学性能优异，满足不了铁路车辆等提高耐腐蚀的用钢要求，服役期限较短，维修成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐蚀型高强度含Al耐候钢板及其制造方法，以解决现有技术中存在的上述问题。该高耐蚀型高强度含Al耐候钢板的屈服强度为350-500MPa，相对腐蚀率在27%以下，-40℃条件下夏比冲击功在60J以上，延伸率在20%以上；主要用于铁道车辆制造行业、集装箱制造业及桥梁工程、户外塔架等领域。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高耐蚀型高强度含Al耐候钢板，其化学成分重量百分含量（wt%）为：C：0.02-0.07%，Si：0.2-1.0%，Mn：0.2-2.2%，P≤0.01%，S≤0.006%，Cu：0.2-0.5%，Cr：0.5-3.5%，Ni：0.2-1.2%，Al：0.4-4.0%，N≤0.005%，其余为Fe和不可避免的杂质；且Al/Cr为0.5-8.0。

进一步的，本发明的高耐蚀型高强度含Al耐候钢板，还包括Nb、Ti和V中的一种或多种，其中Nb：0.01-0.06%，Ti：0.01-0.10%，V：0.02-0.10%，以重量百分比计。

本发明的高耐蚀型高强度含Al耐候钢板，其屈服强度达到350-500MPa，满足耐候钢的高强度要求；相对Q345B的耐大气腐蚀性能，其相对腐蚀率降低到27%以下，远低于目前要求普通耐候钢相对Q345B腐蚀率不超过55%的规定水平，耐大气腐蚀性能在目前的基础上提高了1倍。其在-40℃条件下夏比冲击功在60J以上；延伸率在20%以上。