[发明专利]一种400MPa级无Ni热轧耐候钢板及其生产方法

说明书

本发明公开了一种400MPa级无Ni热轧耐候钢板及其生产方法，所述耐候钢板包括以下重量百分比的化学成分：C：0.07％～0.11％、Si：0.30％～0.55％、Mn：0.30～0.50％、P：0.020～0.150％、S：≤0.005％、Cr：0.30％～0.80％、Cu：0.25％～0.40％、Als：0.015％～0.040％、Ti：0.015％～0.040％、N：≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，本发明通过合金成分、冶炼、连铸、热轧全流程协同设计，解决了400MPa级无Ni耐候钢的连铸漏钢和热轧卷表面裂纹缺陷控制难题，在常规流程下实现400MPa级无Ni热轧耐候钢板的批量稳定生产。

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，具体涉及一种400MPa级无Ni热轧耐候钢板及其生产方法。

背景技术

耐候钢即耐大气腐蚀钢，是在普通碳钢的基础上添加少量Cu、P、Cr、Ni等合金元素的一类低合金钢。耐候钢在大气环境下使用时钢基体表面形成一层致密的、附着牢固的非晶态保护性锈层，从而阻止空气中的氧气、水等腐蚀性介质向基体扩散，提高耐大气腐蚀能力。耐候钢由于具有良好的耐大气腐蚀性能、强韧性和焊接性能，延长服役寿命，广泛应用于铁道车辆、集装箱、建筑、桥梁、塔架等钢结构制造。

Cu是耐候钢中最主要的合金元素之一，能显著提高钢材的耐大气腐蚀性能。但是Cu是低熔点合金元素，熔点只有1083℃，由于Cu的存在易导致耐候钢连铸过程中产生漏钢，热轧卷加热和热轧过程中产生边部裂纹、表面翘皮等表面质量缺陷。以往耐候钢耐中常常通过复合添加Cu、Ni，控制Ni/Cu≥0.5，形成高熔点的Cu-Ni二元合金相，抑制液相铜富集，解决上述制造过程中存在的难题。Ni能促进钢的自腐蚀电位正移，降低腐蚀倾向，在锈层富集，促进致密内锈层形成，提高材料的耐大气腐蚀性能。然而Ni是贵重合金元素，添加Ni不仅显著提高耐候钢制造成本，同时也加速了我国Ni资源消耗。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种400MPa级无Ni热轧耐候钢板及其生产方法，该耐候钢板的生产成本大幅降低，且具有良好的耐大气腐蚀性和综合力学性能，板材厚度≥3.0mm。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种400MPa级无Ni热轧耐候钢板，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.07％～0.11％、Si：0.30％～0.55％、Mn：0.30～0.50％、P：0.020～0.150％、S：≤0.005％、Cr：0.30％～0.80％、Cu：0.25％～0.40％、Als：0.015％～0.040％、Ti：0.015％～0.040％、N：≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，且所述400MPa级无Ni热轧耐候钢板的耐候指数I≥7.0。

所述400MPa级无Ni热轧耐候钢板的金相组织为多边形铁素体+珠光体。

所述400MPa级无Ni热轧耐候钢板的屈服强度R_eL≥400MPa，抗拉强度Rm≥500MPa，延伸率A≥25％，-20℃KV₂≥100J。

所述400MPa级无Ni热轧耐候钢板的生产方法，包括以下步骤：铁水预处理深脱硫→转炉顶底复合吹炼→LF精炼→连铸→加热→热连轧→层流冷却→卷取。

所述连铸步骤中，采用低过热度浇铸和无Ni耐候钢专用保护渣进行保护浇铸避免漏钢。中间包钢水过热度控制在10～25℃；保护渣主要理化性能指标：碱度为0.90～1.40、1300℃粘度为0.030～0.150Pa·s、熔点为1030～1150℃。

所述连铸步骤中，连铸板坯的厚度为230mm或250mm，连铸坯拉速控制在≤1.5m/min。铸坯切割后采用直装或热装轧制，板坯入炉温度≥600℃，缩短板坯在加热炉内的时间。