一种工程用抗腐蚀疲劳钢及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112899570A(43)申请公布日2021.06.04(21)申请号202110068169.0C22C38/60(2006.01)(22)申请日2021.01.19C22C33/04(2006.01)C21D6/00(2006.01)(71)申请人北京科技大学C21D8/02(2006.01)地址100083北京市海淀区学院路30号申请人泉州泰洋科技有限公司(72)发明人刘智勇徐学旭胡洋李晓刚杜翠薇(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/42(2006.01)C22C38/58(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种工程用抗腐蚀疲劳钢及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种抗腐蚀疲劳钢及其制备方法，属于低合金钢制造领域。该钢在E690钢主元素(C：0.04～0.07％，Si：0.20～0.26％，Mn：1.45～1.60％，P：≤0.01％，S：≤0.015％，Cr：0.44～0.50％)的基础上，进行元素调控及特征元素添加：Cu：0.28～0.66％，Ni：0.76～1.55％，Sb：0.03～0.12％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明通过合金元素调控在保证综合力学性能要求的同时调整及添加合金元素Cu、Ni、Sb抑制腐蚀疲劳裂纹萌生和扩展，从而提高腐蚀疲劳寿命以满足工程用钢在抗腐蚀疲劳设计上的要求。通过真空感应炉冶炼出符合成分设计范围的钢锭，经过实验室腐蚀疲劳性能评价及相应的后续成分设计与制备工艺优化，最终得到组织为贝氏体的抗腐蚀疲劳钢，其腐蚀疲劳寿命提高程度最高可达52％。CN112899570ACN112899570A权利要求书1/1页1.一种工程用抗腐蚀疲劳钢，其特征在于，在未调控对照钢的主元素基础上，进行元素微合金化或低合金化设计，添加调控元素：Cu：0.28～0.66％，Ni：0.76～1.55％，Sb：0.03～0.12％；轧制后的组织为贝氏体，在不同应力水平条件下所述钢的腐蚀疲劳寿命与未调控对照钢相比最高可提高52％。2.如权利要求1所述的工程用抗腐蚀疲劳钢的制备方法，其特征在于1)对抗腐蚀疲劳钢的钢水进行熔炼形成钢锭，该钢在E690钢主元素C：0.04～0.07％，Si：0.20～0.26％，Mn：1.45～1.60％，P：≤0.01％，S：≤0.015％，Cr：0.44～0.50％的基础上，进行元素调控及特征元素添加：Cu：0.28～0.66％，Ni：0.76～1.55％，Sb：0.03～0.12％，其余为Fe和不可避免的杂质；2)将钢锭加热至奥氏体化温度1190～1210℃，保温2h使之完全奥氏体化；炉冷至开轧温度990～1010℃并保温1.5‑2.5h，随后经过10～12道次轧制后成12mm的钢板，保证终轧温度在870～890℃之间；将轧制后的钢板送入水层流区域冷却，保证出水温度在420～440℃之间，然后在空气中冷却至室温。3.如权利要求2所述的工程用抗腐蚀疲劳钢的制备方法，其特征在于调控后的新钢种较对照钢的制备工艺不发生明显改变、力学性能和焊接性能无明显降低，耐均匀腐蚀能力优于对照钢种；添加合金元素Cu、Ni、Sb调控能够有效抑制疲劳载荷下的微观力学‑电化学过程，同时提升材质整体的电化学腐蚀抗力，抑制力学活性点的阳极溶解作用从而抑制腐蚀疲劳裂纹萌生和扩展。2CN112899570A说明书1/5页一种工程用抗腐蚀疲劳钢及其制备方法技术领域[0001]本发明属于低合金钢制造领域，具体涉及一种抗腐蚀疲劳性能优异的工程用钢及其制备方法。背景技术[0002]长期以来，由于我国低合金工程用钢在设计和制造方面一直向着多品种、高强韧、复杂载荷、易焊接、耐蚀性等主要方向发展，并未将抗腐蚀疲劳性能作为钢的设计标准之一。[0003]工程用钢在服役过程中要面临复杂的腐蚀环境，除自身及各种设备带来的工作压力还时常受到动态载荷的反复作用，在这种周期性或非周期的交变载荷和腐蚀介质的双重耦合作用下工程用钢极易发生腐蚀疲劳断裂失效。腐蚀疲劳断裂时刻威胁着工程结构的安全性和可靠性，抗腐蚀疲劳性能成为制约工程用钢发展的重要因素。目前仍无针对抗腐蚀疲劳需求的低合金结构钢设计，严重制约了低合金结构钢的应用及发展。因此自主开发适用于复杂服役环境的工程用抗腐蚀疲劳钢势在必行。发明内容[0004]本发明的技术任务是针对以上现有工程用抗腐蚀疲劳钢合金体系的空白，提供一种工程用抗腐蚀疲劳钢及其制备方法。该方案具有综合力学性能稳定、抗腐蚀疲劳性能优异等特点。[0005]本发明的技术方案如下：[00