[发明专利]一种耐蚀钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金钢技术领域，尤其涉及一种耐蚀钢及其制备方法。

背景技术

在石油化工行业的工业生产流程中，经常会遇到各种各样的腐蚀介质，如各种强酸（硝酸、硫酸等）、各种有机酸（醋酸、甲酸等）、各种盐溶液（海水等）以及含有腐蚀气体和水蒸气的气氛，它们对生产流程中应用的容器、反应塔、管道、各种泵等会发生强烈的腐蚀作用，为了生产能够安全可靠的运行，应该选择合适的金属材料来制造这些设备。某些合金元素加入到钢中可有效地提高钢的耐腐蚀性能，这类合金钢称为耐蚀钢。耐蚀钢又可分为耐候钢、耐海水钢、耐硫酸露点腐蚀钢与耐沟状腐蚀电焊钢管。

耐硫酸露点腐蚀钢是一种既耐硫酸露点腐蚀又耐大气腐蚀的钢种，广泛应用于电力、石化、烟草等工业领域，以煤或重油为主要燃料的燃烧和热交换系统，如密集烘烤炉热交换器、锅炉低温部位的空气预热器、省煤器、烟道、烟囱以及脱硫装置等设备。

耐硫酸露点腐蚀是指采用较高含硫量燃料的锅炉烟气中含有硫的各种形式氧化物，它们与烟气中的水汽结合生成亚硫酸和硫酸，并在燃烧和热交换系统设备的低温部件上凝结，引起硫酸露点腐蚀。

耐硫酸露点腐蚀钢主要是在基体表面形成一层致密且与基体金属粘附性好的非晶态尖石型氧化物层，即钝化膜，阻止了酸与水向钢铁基体的渗入，保护了锈层下面的基体，减缓锈蚀向钢铁材料纵深发展，从而提高了钢铁材料的耐腐蚀能力。金属表面形成钝化膜的时间和膜厚对钢的耐腐蚀性能起决定影响。

能够提高耐硫酸露点腐蚀性能的合金元素主要有Cu、Ni、Cr、Sn、Se、Sd、As、Ti、W、Mo和B等，在进行钢化学成分设计时，要达到理想的耐硫酸露点腐蚀性能，需要同时考虑几种合金元素的综合作用。

目前，国内外耐硫酸露点腐蚀钢的化学成分设计路线主要有以下几种：（1）以铜硫为基体，添加少量VB族及VIB族的P、Sn、As、Sb、Se和Te等，其化学物质成为对氢发生反应的抑制剂；（2）以耐候钢SPA-II为基础，主要添加Cu-Cr或Cu-Cr-Ni来开发，主要用于高温、高浓度硫酸的腐蚀环境；（3）以Cu、Cr、Ni、Ti、Sb为基础，进行复合微合金化技术生产耐硫酸露点腐蚀钢；（4）添加Cu、W、Mo合金元素，进行微合金化，在提高耐腐蚀性能的同时，也提高钢材的热强性。但采用这些方法制备耐硫酸露点腐蚀钢往往需要大量昂贵的合金元素。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种耐蚀钢及其制备方法，该耐蚀钢具有较好的耐腐蚀性能。

本发明提供了一种耐蚀钢，由以下化学成分组成：

优选的，所述稀土选自Ce、La与Y中的一种。

本发明还提供了一种耐蚀钢的制备方法，包括以下步骤：

A）将0.08～0.12wt%的C、0.20～0.40wt%的Si、0.36～0.65wt%的Mn、0.70～1.10的Cr、0.25～0.45wt%的Cu、0～0.035wt%的S、0～0.035wt%的P与Fe混合熔炼，得到钢液；

B）将0.05～0.3wt%的稀土放入浇包底部，倒入第一体积份的钢液，再加入0.08～0.10wt%的Sb，然后倒入第二体积份的钢液，搅拌，得到试样；

C）将所述试样进行热处理，得到耐蚀钢；

所述Fe为余量。

优选的，所述第一体积份的钢液与第二体积份的钢液的体积比为（3～7）：（7～3）。

优选的，所述步骤A）的具体为：将0.08～0.12wt%的C、0.20～0.40wt%的Si、0.36～0.65wt%的Mn、0.70～1.10的Cr、0.25～0.45wt%的Cu、0～0.035wt%的S、0～0.035wt%的P与Fe混合加热至熔清，进行第一次脱氧处理，除渣，镇静，得到钢液。

优选的，所述熔清的温度为1500℃～1700℃。

优选的，所述步骤A）还包括：

镇静后，升温，进行第二次脱氧处理，扒渣后，得到钢液。

优选的，所述第一次脱氧处理采用铝丝进行脱氧处理。

优选的，所述步骤B）还包括：

倒入第二体积份的钢液，搅拌后，刮渣，进行浇注，得到试样。

优选的，所述热处理的温度为850℃～950℃，热处理的时间为40～60min。