[发明专利]一种使用于海洋环境下的耐候钢

说明书

技术领域

本发明属于钢材制作加工技术领域，具体涉及一种使用于海洋环境下的耐候钢。

背景技术

钢铁材料由于其优良的性能而被应用于几乎所有的工业领域，成为最重要的结构材料。碳钢是钢铁材料的基础之一，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。然而,碳钢在强腐蚀介质、大气、海水、土壤中都不耐腐蚀，绝大多数酸、碱、盐的水溶液对碳钢均有很强的腐蚀性。钢铁的腐蚀造成的经济危害和社会危害巨大，且对钢铁材料的防护费用非常高昂。幸运的是，在碳钢中添加少量合金元素，可以得到价格低廉、耐蚀性能较好的耐候钢。目前，耐候钢的耐大气腐蚀性能已达到普通钢材的2-8倍，被广泛应用于建筑及交通运输领域。作为重要的工业材料，碳钢和耐候钢的腐蚀行为和防护的研究日益受到重视。

由于海洋气候环境变化极端，大气以及海水的共同作用，使钢材的寿命严重缩短，现有的处理方法只能采取防御方式，而不能长效防止钢材的进一步腐蚀，对于腐蚀的损失不能降低至合理的范围。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种使用于海洋环境下的耐候钢，能够有效抑制缝隙腐蚀，在即使发生表面腐蚀的情况下，也能阻止腐蚀的加剧，并且使钢材的力学性能不受较大影响，降低损失。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种使用于海洋环境下的耐候钢，该耐候钢以质量百分比计含有，Cr：3.8-3.9%、Si：3.2-3.5%、Ni：3. 0-3.2%、Mo：2.5-2.8%、Mn：2.3-2.6%、Zn：0.3-0.4%、Nb：0.15-0.18%、Al：0.08-0.09%、Ti：0.05-0.07%、Co：0.03-0.05%、Rh：0.023-0.025%、C：0.04-0.05%、S：0.03-0.04%、P：0.002-0.004%、N：0.006-0.008%，余量的铁和不可避免的杂质，经过合金固溶、水淬、退火处理后，还包括以下步骤：

（1）将钢材完全浸沒于酸液混合液中，启动振动机震动清洗15-20分钟，所用酸液由以下重量份的组分制成：油酸35-40份、双氧水15-20份、浓硫酸4-6份、浓磷酸3-5份、氯化铈2-3份、饱和酸性高锰酸钾溶液10-12份、酒石酸钾钠8-10份、聚丙烯酸钠6-8份、水120-150份；

（2）经过酸洗后再使用铬酸盐转化处理溶液处理1-3分钟，处理温度为70-80℃，该溶液各成分含量为：Na₂Cr₂O₇·2H₂O浓度为120-130g/L、NaHF₂浓度为10-15g/L、Al₂（SO₄）₃浓度为7.0-7.5g/L、HNO₃浓度为70-80g/L，处理后使用180-200℃的温度烘烤50-60分钟；

（3）在惰性气体保护下，在钢材表面喷涂厚度为0.1-0.3微米的混合热铝粉，喷涂温度为1100-1200℃，喷涂均匀后，降温至450-500℃，保温2-3小时，所述混合热铝粉还含有混合热铝粉重量1.2-1.5%的稀土元素，所述稀土元素按照重量百分比计由以下元素组成：Ce：35-40%、La：25-30%、剩余为Pr。

作为对上述方案的进一步改进，所述退火工序中，退火温度保持为700-800℃范围，维持8-10分钟，前1-2分钟以每秒20-25℃的速度降温，后2-4分钟以每秒50-60℃的速度降温，直到冷却至260-280℃，进行光轧。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中铝粉粒径大小为40-80微米范围，稀土元素粒径大小为10-20微米范围。

为了解决现有的钢材涂层保护作用短，有空隙、机械性能差，在强酸腐蚀、冲刷、冲击、腐蚀、高温下容易脱落的问题，本发明将钢材经过酸洗后再使用铬酸盐转化处理溶液处理，形成一种铬酸盐保护膜，膜层的防护性是通过减少表面层的空隙而得到提高，减缓了腐蚀，并且铬酸盐吸水膨胀具有自修复功能。