一种利用La-Ce混合稀土提高结构钢耐候性能的方法专利检索-改变黑色金属的物理结构黑色或有色金属或合金热处理用的一般设备通过脱碳回火或其他处理使金属具有韧性专利检索查询-专利查询网

一种利用La-Ce混合稀土提高结构钢耐候性能的方法
申请号	CN202311752073.1	申请日	2023-12-19	公开(公告)号	CN117904526A	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	包头钢铁(集团)有限责任公司;			发明人	杨源远; 麻晓光; 黄利; 惠鑫; 岳祎楠; 杨雄; 董丽丽; 杨峰;
摘要	本发明公开一种利用La‑Ce混合稀土提高结构钢耐候性能的方法，其采用C‑Mn‑Si成分体系设计，添加P、Ti、Cu、Cr、Ni及少量La‑Ce混合稀土，可以有效控制和改善钢中残留的夹杂物尺寸和形态，进一步改善钢材耐候性能和力学性能。本发明提供的结构钢的耐候性能满足：腐蚀失重率≤1.20g·(m2·h)‑1。
权利要求	1.一种利用La‑Ce混合稀土提高结构钢耐候性能的方法，其特征在于，所述结构钢的耐 2 ‑1 候性能满足：腐蚀失重率≤1.20g·(m·h) ；所述方法包括冶炼‑连铸工艺和热轧生产工艺；其中：在所述冶炼‑连铸工艺中，控制供铸机钢水成分按质量百分比计为：C：0.06～0.08％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.40～0.50％，P≤0.090％，S≤0.005％，Cu：0.30‑0.35％，Cr：0.35‑ 0.40％，Ni：0.10‑0.12％，Ti：0.010‑0.030％，La‑Ce混合稀土：20‑35ppm，Alt：0.020～ 0.050％；其余为Fe和不可避免的杂质。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构钢的耐候性能满足：腐蚀失重率 2 ‑1 ≤1.17g·(m·h) 。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述冶炼‑连铸工艺中，控制供铸机钢水成分按质量百分比计为：C：0.070～0.075％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.41～0.49％，P： 0.080‑0.090％，S≤0.005％，Cu：0.32‑0.34％，Cr：0.35‑0.38％，Ni：0.10‑0.12％，Ti： 0.022‑0.029％，La‑Ce混合稀土：20‑27ppm，Alt：0.032～0.034％；其余为Fe和不可避免的杂质。 4.根据权利要求1‑3中任一项所述的方法，其特征在于，所述热轧生产工艺包括：铸坯—加热炉‑7机架连轧‑层流冷却‑卷取；其中：所述铸坯的加热温度为1250±10℃，均热温度1200±10℃，出炉温度1100±25℃，采用 7机架连续变凸度(Continuously variable crown，cvc)轧机精轧，所述精轧的开轧温度为 1080±10℃，所述精轧的终轧温度为890±15℃，热轧钢带厚度4.0‑8.0mm；所述冷却采用层流冷却设备，前分散冷却模式，冷速10‑20℃/s，所述卷取温度为640±10℃。 5.根据权利要求1‑4中任一项所述的方法，其特征在于，所述冶炼‑连铸工艺包括铁水预处理‑转炉‑LF精炼‑铸机；其中：采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱磷、脱碳得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1610‑1630℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥ 1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，板坯连铸过热度为18‑22℃，之后进行板坯清理、缓冷。 6.根据权利要求1‑5中任一项所述的方法，其特征在于，所述结构钢的力学性能满足：屈服强度≥375MPa，抗拉强度≥510MPa，延伸率A50≥22％，‑40℃冲击功KV2≥27J。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述结构钢的力学性能满足：屈服强度≥ 419MPa，抗拉强度≥536MPa，延伸率A50≥32.5％，‑40℃冲击功KV2≥176J。 8.一种耐候结构钢，其由权利要求1‑7中任一项所述的方法获得。
说明书全文	一种利用La‑Ce混合稀土提高结构钢耐候性能的方法技术领域 [0001] 本发明属于冶金板材生产技术领域，具体涉及一种利用La‑Ce混合稀土提高结构钢耐候性能的方法。背景技术 [0002] 耐候钢是指通过添加少量的铬、镍、铜、磷等元素，使其在大气中具有良好耐腐蚀性能的低合金结构钢，其耐大气腐蚀性能为普通碳素钢的2～8倍，而且使用时间愈久，耐蚀作用愈突出。高耐候钢由于具有良好的耐候性、优良的力学性能以及优越的经济性等特点被广泛应用在车辆、集装箱等行业，具有良好的市场前景。目前耐候钢在国外使用已趋于成熟，从钢种开发、应用及设计施工等方面都有较详细的规定。与国外相比，我国耐候钢的研制起步较晚，但随着国民经济的迅速发展，耐候钢的开发和使用有了很大的进步。 [0003] 专利文献CN117051334A(以下称文献1)已经开发一种235MPa级稀土耐候钢的生产方法，其采用常规C‑Si‑Mn成分体系设计，通过添加耐蚀元素Cu、Cr、Ni少量稀土La提高钢带耐腐蚀性能，生产得到一种屈服强度≥255MPa(325‑344MPa)，抗拉强度处于380‑510MPa2 (446‑462MPa)，腐蚀失重率为1.39‑1.54g/m /h的235MPa级稀土耐候钢。然而，该文献1生产的235MPa级稀土耐候钢的耐候性能仍相对较差。发明内容 [0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明一个方面提供一种利用La‑Ce混合稀土提高2 ‑1 结构钢耐候性能的方法，其中所述结构钢的耐候性能满足：腐蚀失重率≤1.20g·(m·h) ； [0005] 所述方法包括冶炼‑连铸工艺和热轧生产工艺；其中： [0006] 在所述冶炼‑连铸工艺中，控制供铸机钢水成分按质量百分比计为：C：0.06～0.08％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.40～0.50％，P≤0.090％，S≤0.005％，Cu：0.30‑0.35％，Cr：0.35‑0.40％，Ni：0.10‑0.12％，Ti：0.010‑0.030％，La‑Ce混合稀土：20‑35ppm，Alt： 0.020～0.050％；其余为Fe和不可避免的杂质。 [0007] 在一些实施方式中，所述结构钢的耐候性能满足：腐蚀失重率≤1.17g·(m2·h)‑1。 [0008] 在一些实施方式中，在所述冶炼‑连铸工艺中，控制供铸机钢水成分按质量百分比计为：C：0.070～0.075％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.41～0.49％，P：0.080‑0.090％，S≤0.005％，Cu：0.32‑0.34％，Cr：0.35‑0.38％，Ni：0.10‑0.12％，Ti：0.022‑0.029％，La‑Ce混合稀土：20‑27ppm，Alt：0.032～0.034％；其余为Fe和不可避免的杂质。 [0009] 在一些实施方式中，所述热轧生产工艺包括：铸坯—加热炉‑7机架连轧‑层流冷却‑卷取；其中： [0010] 所述铸坯的加热温度为1250±10℃，均热温度1200±10℃，出炉温度1100±25℃，采用7机架连续变凸度(Continuously variable crown，cvc)轧机精轧，所述精轧的开轧温度为1080±10℃，所述精轧的终轧温度为890±15℃，热轧钢带厚度4.0‑8.0mm；所述冷却采用层流冷却设备，前分散冷却模式，冷速10‑20℃/s，所述卷取温度为640±10℃。 [0011] 在一些实施方式中，所述冶炼‑连铸工艺包括铁水预处理‑转炉‑LF精炼‑铸机；其中： [0012] 采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱磷、脱碳得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1610‑1630℃；然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，板坯连铸过热度为18‑22℃，之后进行板坯清理、缓冷。 [0013] 在一些实施方式中，所述结构钢的力学性能满足：屈服强度≥375MPa，抗拉强度≥510MPa，延伸率A50≥22％，‑40℃冲击功KV2≥27J。 [0014] 在一些实施方式中，所述结构钢的力学性能满足：屈服强度≥419MPa，抗拉强度≥536MPa，延伸率A50≥32.5％，‑40℃冲击功KV2≥176J。 [0015] 本发明另一方面提供一种耐候结构钢，其由上述的方法获得。 [0016] 本发明所要解决的技术问题是提供一种改善耐候结构钢性能的生产方法，本发明采用C‑Mn‑Si成分体系下设计，添加P、Ti、Cu、Cr、Ni及少量La‑Ce混合稀土。本发明通过混合稀土处理，通过添加少量的La‑Ce混合稀土，相对于添加单一的稀土元素La，可以进一步有效控制和改善钢中残留的夹杂物尺寸和形态，进一步改善钢材耐候性能和力学性能。本发明的混合稀土处理的耐候结构钢具有易焊接、耐腐蚀性好的特点，可以广泛应用于耐腐蚀结构件的制作。附图说明 [0017] 图1为实施例1生产的耐候结构钢的显微组织照片。具体实施方式 [0018] 以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。 [0019] 实施例1： [0020] 将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱磷、脱碳得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1620℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为20℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查，表面质量指标达到技术协议要求。板坯加热温度为1260℃，均热温度1200℃，加热的时间为198min，出炉温度1100℃，采用7机架连轧机进行轧制。精轧的开轧温度为1080℃，精轧终轧温度为895℃，成品厚度4.5mm。层流冷却采用前分散冷却，冷却速度20℃/s，钢带温度降低到643℃进行卷取。最后进行产品性能检测，如下表2所示。该实施例1生产的耐候结构钢的显微组织照片如图1所示，可见该钢种的金相显微组织为显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度为12级，组织均匀、细小。 [0021] 实施例2 [0022] 将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱磷、脱碳得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1630℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为20℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查，表面质量指标达到技术协议要求。板坯加热温度为1270℃，均热温度1210℃，加热的时间为203min，出炉温度1110℃，采用7机架连轧机进行轧制。精轧的开轧温度为1070℃，精轧终轧温度为889℃，成品厚度4.5mm。层流冷却采用前分散冷却，冷却速度19℃/s，钢带温度降低到640℃进行卷取。最后进行产品性能检测，如下表2所示。 [0023] 实施例3 [0024] 将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱磷、脱碳得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1625℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示。板坯连铸过热度为20℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查，表面质量指标达到技术协议要求。板坯加热温度为1272℃，均热温度1200℃，加热的时间为205min，出炉温度1100℃，采用7机架连轧机进行轧制。精轧的开轧温度为1090℃，精轧终轧温度为886℃，成品厚度4.0mm。层流冷却采用前分散冷却，冷却速度19℃/s，钢带温度降低到639℃进行卷取。最后进行产品性能检测，如下表2所示。 [0025] 对比例1 [0026] 将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱磷、脱碳得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1620℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼进行测温和成分微调，LF炉外精炼供铸机化学成分如表1所示，其中的稀土元素为单一La元素。板坯连铸过热度为20℃，之后进行板坯清理、缓冷，及连铸坯质量检查，表面质量指标达到技术协议要求。板坯加热温度为1260℃，均热温度1200℃，加热的时间为198min，出炉温度1100℃，采用7机架连轧机进行轧制。精轧的开轧温度为1080℃，精轧终轧温度为895℃，成品厚度4.5mm。层流冷却采用前分散冷却，冷却速度20℃/s，钢带温度降低到643℃进行卷取。最后进行产品性能检测，如下表2所示。 [0027] 表1：实施例1‑3和对比例1的供铸机钢水的化学成分(wt％) [0028] [0029] 表2：实施例1‑3和对比例1生产的结构钢1的力学性能和耐腐蚀性能 [0030] [0031] 由表2结果可知，按照本发明提供的方法生产的耐候结构钢的力学性能符合与用户签订的协议的要求，满足：屈服强度≥375MPa(优选≥419MPa)，抗拉强度≥510MPa(优选≥536MPa)，延伸率A50≥22％(优选≥32.5％)，‑40℃冲击功KV2≥27J(优选≥176J)，并且生2 ‑1 产的耐候结构钢具有较高的耐腐蚀性能，满足：腐蚀失重率≤1.20g·(m·h) ，优选≤ 2 ‑1 1.17g·(m·h) 。对比例1向钢水中添加的是单一La元素，其生产的结构钢的力学性能和耐耐腐蚀性能均明显低于本发明方法生产的耐候结构钢。 [0032] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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