專利名稱：一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法
技術領域：
本發明屬于耐候鋼生產領域，適用于以釩作為主要強化元素的耐候鋼的生產，尤其是屈服強度> 650MPa，抗拉強度> 900MPa，延伸率> 15 %，冷彎合格的高強度耐候鋼的生產。
現有技術 耐候鋼又稱為耐大氣腐蝕鋼，由于鋼中添加了銅、鉻、鎳等耐候性元素，不需要涂裝就能夠長期抵御大氣的腐蝕，相比與不銹鋼而言就大大降低了成本，廣泛應用于建筑、橋梁、鐵道車輛等領域。我國耐候鋼的開發生產起步較晚，目前生產耐候鋼的主要廠家有寶鋼、鞍鋼、珠鋼、武鋼等。主要的耐候鋼品種有=Cu-P-Cr-Ni系、Cu-P-RE系、Cu-P系等，這些耐候鋼強度級別較低，已不能夠滿足需要。在高強度耐候鋼的生產領域，國內主要廠家一般都是采用Nb、Mo、B、Ti、V等合金元素進行強化，成本較高，生產過程中的控制難度較大，而單獨添加V-N進行力學性能強化在傳統熱連軋設備上生產高強度耐候鋼則報道較少。中國專利申請號200910301054. 0公開了 “高強度耐大氣腐蝕鋼及其生產方法”，該專利采用V、Nb、Ti對耐候鋼力學性能進行強化，化學成分的重量百分比為C:<0. 12%,Si :彡 0. 75%，Mn :彡 I. 50%，P :彡 0. 025%，S :彡 0. 008%，Cr :0. 30 I. 25%,Ni :0. 12 0. 65%, Cu :0. 20 0. 55%，Ti :0. 006 0. 02%, V :0. 09 0. 15%，N :0. 01 0. 02%，Nb :0. 015 0.03%，余量為Fe以及不可避免的雜質。其屈服強度彡575MPa，抗拉強度^ 690MPa，該鋼中添加了 Nb、V、Ti等元素，成本相對較高，而本發明只添加了 V元素，而沒有加入Nb和Ti元素，通過合理的成分設計和工藝控制，耐候鋼的抗拉強度達到900MPa以上。中國專利申請號200610035800. 2公開了“一種基于薄板坯連鑄連軋工藝生產700MPa級V-N微合金化高強耐候鋼板的方法”，化學成分(Wt. % )如下C :彡0. 08 %，Si :0. 25 0. 75%,Mn :0. 8 2. 0%,P :0. 070 0. 150%,S :彡 0. 040%,Cu :0. 25 0. 60%,Cr :0. 30 I. 25%,Ni :彡 0. 65%,V :0. 05 0. 20%,N :0. 015 0. 03%。鋼板的屈服強度> 700MPa，但是該專利采用的是薄板坯連鑄連軋工藝技術，眾所周知，薄板坯連鑄連軋技術其熱歷史制度明顯區別于傳統工藝，其變形條件與過程不同，其再結晶行為、相變以及第二相粒子析出過程、狀態和條件也不同，更能發揮微合金元素的高固溶優勢，因此其鋼板力學性能明顯提高。而本發明采用的則是傳統的熱連軋技術，因此，其成分和工藝控制要求更加嚴格。國外耐候鋼的發展起源于美國的Corten系列耐候鋼，經過多年的發展已比較成熟，在高強度耐候鋼領域，瑞典SSAB生產的Domex系列的耐候鋼產品的主要成分如表I所
/Jn o表I Domex系列的耐候鋼主要成分
權利要求
1.一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于化學成分(wt%)，碳0· 08 % O. 13 % ;硅0· 15 % O. 20 % ;錳I. 55 % 2. OO % ;硫彡 O. 008 % ;磷(O. 020%;銅0· 25% O. 50%;鉻0· 50% O. 70%;鎳0· 20% O. 30%;釩0· 12% O.20% ;氮0. 031% O. 045% ;稀土 0. 01% O. 03%，其余為鐵以及不可避免的雜質；按照上述成分進行冶煉、連鑄，冷卻至室溫，將鑄坯重新加熱至奧氏體化溫度，加熱溫度1200°C 1250°C，保溫時間Ih I. 5h，完全奧氏體化，采用奧氏體再結晶區軋制，開軋溫度1150°C 1180°C，終軋溫度850°C 900°C，軋后進入層流冷卻區進行冷卻，冷卻速率10°C /s 15°C /s，卷取溫度580°C 620°C，熱軋過程中的總壓下率大于80% ;本發明采用釩和氮對耐候鋼的力學性能進行強化，通過加入稀土元素改善其韌性和耐蝕性能，綜合利用釩的析出強化和細晶強化作用獲得屈服強度彡650MPa，抗拉強度彡900MPa，延伸率彡15%,屈強比< O. 75，冷彎合格的高強度耐候鋼。
2.根據權利要求I所述的一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于碳的重量百分比為O. 09% O. 13%。
3.根據權利要求I所述的一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于錳 的重量百分比為I. 60% 2. 00%。
4.根據權利要求I所述的一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于釩的重量百分比為O. 12% O. 18%。
5.根據權利要求I所述的一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于氮的重量百分比為O. 032% O. 04%。
6.根據權利要求I所述的一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于稀土的重量百分比為O. 02% O. 03%。
7.根據權利要求I所述的一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，其特征在于軋后的組織為針狀鐵素體和珠光體。
全文摘要
一種釩氮微合金化高強度耐候鋼的制備方法，屬于合金結構鋼生產工藝領域。鋼中的主要成分(wt％)有碳0.08％～0.13％；硅0.15％～0.20％；錳1.55％～2.00％；硫≤0.008％；磷≤0.020％；銅0.25％～0.50％；鉻0.50％～0.70％；鎳0.20％～0.30％；釩0.12％～0.20％；氮0.031％～0.045％；稀土0.01％～0.03％，其余為鐵。本發明在傳統耐候鋼的基礎上添加一定量的釩和氮，以析出強化和細晶強化來提高材料的力學性能。通過真空感應爐冶煉出符合成分設定范圍的鑄坯，經過熱軋以及卷取制備出力學性能優良的高強度耐候鋼，其最終力學性能滿足屈服強度≥650MPa，抗拉強度≥900MPa，延伸率≥15％，屈強比≤0.75以及冷彎合格。
文檔編號C21D8/00GK102766826SQ20121026248
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者唐荻, 李文遠, 武會賓, 米振莉, 趙征志, 趙愛民 申請人:北京科技大學