專利名稱：一種稀土處理的耐蝕風電用鋼板的制作方法
技術領域：
本發明屬于低合金高強度鋼領域，特別涉及一種稀土處理的耐蝕風電用鋼板。
背景技術：
隨著國家能源戰略政策的調整，風力發電作為清潔和可再生能源越來越受到國家的重視，風力發電設備制造業亦蒸蒸日上，蓬勃發展，風電鋼板用量呈現不斷增加的趨勢， 強度級別提高也很快，與此同時，復雜的使用工況環境不僅要求鋼板具有高強高韌性能，還要求鋼板具有良好的耐腐蝕性能和其它特殊性能。目前國內公開的同級別鋼板制造方法如下中國專利CN1018M525A公開了“一種熱軋鋼板生產方法”，該熱軋鋼板化學成分重量百分比為 C 0. 10 0. 22%, Si 彡 0. 35%, Mn :0. 60% 0. 80%, P 彡 0. 025%, S (0. 025%，余量為Fe和不可避免雜質元素組成。用常規連鑄方法將其澆鑄成200mm厚的連鑄板坯，加熱至1150°C 1200°C進行粗軋，粗軋后中間板坯厚度在30mm 36mm，采用無芯移送熱卷箱卷取，終軋溫度范圍為830°C 870°C，精軋后以40 50°C /s的冷速冷卻到 650 700°C，然后以10 20°C /s的冷速通過層流冷卻到540 580°C的溫度范圍內卷取。 采用本方法生產的Q345低合金高強度熱軋鋼板具有成本低、力學性能穩定、強韌性匹配良好等特點。中國專利CN102151696A公開了“一種Q345鋼板的控溫軋制方法”將Q345鋼板坯在推鋼式加熱爐中于預熱段、加熱段、均熱段后出爐，并除去氧化皮；在1000 1050°C進行第一階段軋制，總變形量為50 60%，然后空冷或水冷待溫；待降至900 950°C時進行第二階段軋制，總變形量為20 40%，終軋溫度為800 850°C，然后快速水冷或空冷。本發明通過采用第一、第二階段的控制軋制，即再結晶區軋制和未再結晶區軋制相結合在較高溫度下對奧氏體再結晶區內進行大的加工變形量，通過奧氏體晶粒的形變、再結晶的反復進行使得奧氏體再結晶晶粒細化；待溫之后的軋制，是在未再結晶區內進行充分的變形，保證奧氏體在再結晶區的總變形量的前提下，能實現單道次較大變形的軋制。上述公開專利均獲得了力學性能穩定、強韌性匹配良好的Q345鋼板，不足之處是均未涉及鋼的耐腐蝕性能。

發明內容
基于上述不足，本發明的目的是提供一種屈服強度大于345MPa，具有良好塑性、低溫沖擊韌性和耐腐蝕性能的稀土處理的耐蝕風電用鋼板。本發明的突出優勢在于通過加入稀土改變夾雜物形態，并使其交流阻抗的極化電阻增大，極化曲線的腐蝕電位正移，降低了腐蝕電流密度，抵制了均勻腐蝕，顯著改善鋼的耐蝕性，提高鋼板的抗HIC和SSC性能。本發明的技術方案本發明的化學成分按重量百分比為C 0. 05 0. 09%、Si :0. 25 0. 50%、Mn 1. 20 1. 60%、P 彡 0. 020%,S 彡 0. 010%,Nb :0. 01 0. 03%,RE(Ce) :0. 01 0. 03%，余量為!^e和不可避免的雜質。按所述的的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠制造成所述鋼板。本發明選擇的主要合金元素及其含量在本發明鋼中的作用碳(C)碳對鋼的強度、低溫沖擊韌性、焊接性能產生顯著影響。碳含量過低會使 NbC生成量降低，影響控軋效果，也會增大冶煉控制難度，碳含量過高，又會使鋼冷卻過程中貝氏體的生產量減少，因此，本發明設定的最佳碳含量為0. 05 0. 09%。硅(Si)本發明中硅含量控制在0.25 0.50%，硅主要以固溶強化形式提高鋼的強度，超過0.5%時，會造成鋼的韌性下降。錳(Mn)本發明中錳含量控制在1. 20 1. 60%，錳的成本低廉，并且錳能促使貝氏體的轉變，其固溶強化作用會使鋼的抗拉強度大幅度上升，因此本發明中把錳作為主要
合金兀素。磷和硫(P、S)由于鋼中的P、S含量必須控制在較低的范圍，只有冶煉純凈鋼，才能保證本發明鋼的性能。本發明鋼P含量控制在0. 020%以下，S含量控制在0. 010%以下。鈮(Nb) =Nb在鋼中可形成細小的碳化物和氮化物，抑制奧氏體晶粒的長大，在軋制過程中可提高再結晶溫度，抑制奧氏體的再結晶，保持形變效果以細化鐵素體晶粒。Nb在鐵素體中沉淀析出，提高鋼的強度以及在焊接過程中阻止熱影響區晶粒的粗化等，但塑性和韌性有所下降。大量研究結果表明，Nb、V、Ti在鋼中是通過晶粒細化影響強度和塑性，Nb 的作用最為顯著。本發明鋼Nb含量控制在0.01 0.03%。稀土(RE)稀土鈰(Ce)的加入，使鋼的內銹層致密，而且與基體的結合力變強，不易脫離，可以阻止大氣中O2和H2O的擴散，從而降低了腐蝕速度。在Mn-Nb系低合金高強度鋼中加入稀土可以顯著改善鋼的冷彎性能、沖擊性能、低溫沖擊韌性和耐磨性，大大改善了鋼的加工性能并提高其使用壽命。本發明鋼稀土(Ce)的加入量控制在0.01 0.03%。本發明的制造方法、主要工藝參數及原理分析如下1、加熱和軋制加熱溫度1180 1220°C，保溫時間為120 180分。采用兩階段控制軋制工藝， 在奧氏體再結晶區軋制時，開軋溫度1160 1200°C，至少有1 2道次壓下率控制在20 40%,在奧氏體未再結晶區軋制時，開軋溫度910 940°C，至少有2道次壓下率大于15%， 累積壓下率大于60%，目的是為了保證其在未再結晶區有足夠的變形量，在變形的奧氏體內有更高密度的位錯累計，為鐵素體相變提供更有利的形核條件。較大的變形也有利于Nb 的碳氮化合物的析出，由于變形誘導析出的作用，較大的道次變形率將有利于析出物的形成并且使其更加細小和彌散，同時，細小和彌散的析出物及其釘扎作用為鐵素體提供高密度的形核地點并且阻止其長大和粗化，這對于鋼的強度與韌性都起到有利的作用。將終軋溫度控制在未再結晶區的低溫段，即終軋溫度為860 890°C。2、冷卻軋制結束后，鋼板進入加速冷卻裝置，終冷溫度600 650°C，出水后冷床空冷。由于鋼板在軋制過程中積累了密度很高的位錯和極高的應變能，高密度的位錯將與Nb的析出物Nb(CN)粒子相互作用，在軋制完成至加速冷卻的空冷(馳豫)過程中，這種相互作用促使在奧氏體晶粒內部形成大量細小的多邊形位錯胞結構，Nb原子在位錯墻上的偏聚以及大量微細Nb(CN)在位錯胞壁上的析出，穩定了這種具有一定取向差的多邊形胞狀結構，最終得到晶粒細小且均勻的鐵素體+珠光體組織。本發明的有益效果為通過合理的化學成分設計，并經過稀土處理后，采取上述工藝可以得到一種屈服強度大于345MPa，具有良好塑性、低溫沖擊韌性和耐腐蝕性能的風電用鋼板。


圖1為本發明實施例4鋼板的金相組織圖。
具體實施例方式以下用實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，并不對本發明的范圍有任何限制。實施例1按表1所示的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠加熱至1220°C，保溫150分鐘，在實驗軋機上進行第一階段軋制，開軋溫度為1170°C，至少有1 2道次壓下率控制在 20 40%，當中間坯厚度為36mm時，在輥道上待溫至940°C，隨后進行第二階段軋制，終軋溫度為880°C，成品鋼板厚度為12mm。軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(ACC)裝置，終冷溫度650°C，出水后冷床冷卻。實施例2實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘，第一階段軋制的開軋溫度為1160°C，中間坯待溫厚度為54mm，第二階段軋制的開軋溫度為925°C，終軋溫度為 883°C，成品鋼板厚度為18mm，軋制結束后，鋼板進入加速冷卻(ACC)裝置，終冷溫度645°C， 出水后冷床冷卻。實施例3實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘；第一階段軋制的開軋溫度為1180°C，中間坯待溫厚度為72mm ；第二階段軋制的開軋溫度為920°C，終軋溫度為 870°C，成品鋼板厚度為24mm ；終冷溫度為635°C。實施例4實施方式同實施例1，其中加熱溫度為1200°C，保溫150分鐘；第一階段軋制的開軋溫度為1180°C，中間坯待溫厚度為78. 4mm ；第二階段軋制的開軋溫度為920°C，終軋溫度為890°C，成品鋼板厚度為^mm ；終冷溫度為625°C。表1本發明實施例1 4的化學成分(wt % )
實施CSiMnPSNbRE(Ce)10. 050. 401. 420. 0140. 0020. 0260. 01520. 060. 321. 400. 0120. 0050. 0210. 01830. 070. 491. 280. 0080. 0020. 0270. 02權利要求
1.一種稀土處理的耐蝕風電用鋼板，其特征是所述鋼板的化學成分按重量百分比為 C 0. 05 0. 09%、Si :0. 25 0. 50%、Mn :1. 20 1. 60%、P 彡 0. 020%、S 彡 0. 010%, Nb :0.01 0. 03%, RE :0.01 0. 03%，余量為！^和不可避免的雜質；按所述的的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠制造成所述鋼板；其制造方法如下1)、加熱和軋制(a)、在加熱過程中，加熱溫度為1180 1220°C，保溫時間為120 180分；(b)、軋制軋制分為第一階段和第二階段軋制第一階段在奧氏體再結晶區軋制，軋制過程中，開軋溫度為1160 1200°C，至少有1 2道次壓下率控制在20 40% ；第二階段在奧氏體未再結晶區軋制，開軋溫度910 940°C，至少有2道次壓下率大于 15%,累積壓下率大于60%，終軋溫度為860 890°C ；2)、冷卻在冷卻過程中，鋼板進入加速冷卻裝置，終冷溫度600 650°C，出水后冷床空冷。
2.根據權利要求1所述的稀土處理的耐蝕風電用鋼板，其特征是所述稀土元素為稀土鈰(Ce)。
全文摘要
本發明涉及一種稀土處理的耐蝕風電用鋼板，其特征是所述鋼板的化學成分按重量百分比為C0.05～0.09％、Si0.25～0.50％、Mn1.20～1.60％、P≤0.020％、S≤0.010％、Nb0.01～0.03％、RE0.01～0.03％，余量為Fe和不可避免的雜質；按所述的的化學成分冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠制造成所述鋼板。其優點是通過合理的化學成分設計，并經過稀土處理后得到了一種屈服強度大于345MPa，具有良好塑性、低溫沖擊韌性和耐腐蝕性能的風電用鋼板。
文檔編號C21D8/02GK102433495SQ20111041622
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者劉莉, 史文義, 張 杰, 張秀飛, 楊雄, 王榮, 蘇麗麗, 袁曉鳴 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司