本發明(ming)涉及(ji)高強耐候(hou)鋼的，特(te)別(bie)是指一種(zhong)800mpa級稀土復合(he)(he)nb、ti微合(he)(he)金(jin)化(hua)高強耐候(hou)鋼及(ji)制(zhi)備方法。

背景技術：

1、鐵路集(ji)(ji)(ji)裝箱(xiang)運(yun)(yun)(yun)輸是(shi)鐵路貨物(wu)運(yun)(yun)(yun)輸的(de)重(zhong)要方式，具有運(yun)(yun)(yun)距長、運(yun)(yun)(yun)量大(da)、運(yun)(yun)(yun)價低、裝卸(xie)作業(ye)快、貨物(wu)安全性(xing)好等優點，廣泛(fan)應用(yong)于國內(nei)外貨運(yun)(yun)(yun)領(ling)域。近(jin)年來，集(ji)(ji)(ji)裝箱(xiang)用(yong)鋼(gang)(gang)市場對集(ji)(ji)(ji)裝箱(xiang)用(yong)鋼(gang)(gang)提(ti)出了更高(gao)要求，均(jun)需要集(ji)(ji)(ji)裝箱(xiang)用(yong)鋼(gang)(gang)向(xiang)大(da)尺寸、大(da)承重(zhong)量方向(xiang)發展(zhan)。集(ji)(ji)(ji)裝箱(xiang)主要用(yong)鋼(gang)(gang)為耐(nai)候鋼(gang)(gang)，要想達(da)到上述目(mu)標(biao)，需開發更高(gao)強(qiang)塑(su)性(xing)的(de)耐(nai)候鋼(gang)(gang)。

2、耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)，又稱為(wei)耐大(da)(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)，在(zai)低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)基礎上添加(jia)少量cu、p、cr、ni等耐蝕(shi)性元素制成的(de)低(di)合金(jin)高(gao)強度鋼(gang)(gang)(gang)。由于耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)基體(ti)表面形成了致密的(de)氧(yang)化膜-銹層，使耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐大(da)(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)可(ke)達普通碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)的(de)2-8倍(bei)。銹層是一種非晶態的(de)尖晶石型氧(yang)化物膜，能(neng)夠有效(xiao)阻(zu)止大(da)(da)氣(qi)中腐(fu)(fu)蝕(shi)介質向基體(ti)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)和滲入，顯(xian)著(zhu)降低(di)減緩腐(fu)(fu)蝕(shi)速率，提高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)的(de)耐蝕(shi)性。

3、然(ran)而，迄今為止，我國(guo)生(sheng)產的集裝箱用高(gao)強(qiang)耐候鋼的屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)在550-750mpa，斷后(hou)伸長率為15%左右，對于更高(gao)強(qiang)度(du)(du)級別的耐候鋼尚未實現研發(fa)和推廣(guang)應(ying)用，這限制了我國(guo)鐵(tie)路運輸的進一步(bu)發(fa)展。

4、因此(ci)，開發一種新型的(de)高(gao)強(qiang)耐候(hou)(hou)(hou)鋼，并提(ti)出其優(you)化的(de)加工(gong)工(gong)藝，從而(er)為更(geng)高(gao)強(qiang)塑性(xing)的(de)耐候(hou)(hou)(hou)鋼研發和生(sheng)產奠(dian)定基礎，對于(yu)提(ti)高(gao)耐候(hou)(hou)(hou)鋼的(de)市場競爭力具有重要意義。

5、雖(sui)然現有技(ji)術(shu)中(zhong)存在的(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)成分設計和制備(bei)加工方(fang)法較多，但(dan)是大多存在這(zhe)樣或那樣的(de)技(ji)術(shu)缺陷。

6、例如：中國(guo)專利(li)cn117210751a公開了(le)(le)一種550mpa級(ji)節鎳(nie)型稀土耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)及其生產工藝，該(gai)耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)成(cheng)分選(xuan)擇中減少了(le)(le)耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)鎳(nie)、銅等貴重合金的(de)(de)用量，然而所制備的(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)屈服強(qiang)度較低(di)，斷后延伸率也較低(di)，低(di)溫沖擊功也較低(di)，不利(li)于(yu)鋼(gang)材的(de)(de)塑性(xing)。中國(guo)專利(li)cn117947338a同樣如此。

7、中(zhong)國專利(li)cn114411041a公(gong)開(kai)了一種公(gong)路護欄用800mpa級高強度(du)耐候鋼(gang)的生產方(fang)法，該方(fang)法所制(zhi)備的熱軋板(ban)材的厚度(du)較低，800mpa級指的是抗拉(la)強度(du)，而屈服強度(du)低于800mpa級，且成分選擇(ze)中(zhong)錳(meng)含量(liang)遠高于本技術，提高了合金(jin)成本，需要的熔煉方(fang)式較為復雜，加大(da)了工業制(zhi)備成本。中(zhong)國專利(li)cn113106335a也(ye)是如此。

8、中(zhong)國專利(li)cn115433872a公開了一種屈(qu)服(fu)強度800mpa級稀土工(gong)程機械用鋼(gang)及其制(zhi)備方法，該方法通過鐵水預處理(li)-轉爐-lf精煉-rh精煉-加熱(re)(re)-控軋(ya)控冷軋(ya)制(zhi)-回(hui)火(huo)熱(re)(re)處理(li)制(zhi)備，其中(zhong)采用的(de)在(zai)線淬火(huo)+離線低溫回(hui)火(huo)工(gong)藝使得所(suo)制(zhi)備鋼(gang)板(ban)為調質鋼(gang)，雖然(ran)提高了鋼(gang)板(ban)的(de)強度和(he)韌性(xing)，但是加大了生(sheng)產成本；且板(ban)坯的(de)厚度為250mm，熱(re)(re)軋(ya)后的(de)厚度從12-30mm，遠(yuan)大于4-8mm，其中(zhong)的(de)屈(qu)強比0.94以上，延伸(shen)率不超過15%。

技術實現思路

1、為了解決(jue)現有技(ji)術中高強度耐(nai)候鋼的(de)屈服(fu)強度800mpa級的(de)制備(bei)方法(fa)存在的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)與耐(nai)候性(xing)能(neng)(neng)不匹配、提(ti)高強度和韌性(xing)需(xu)要調質(zhi)處理、以及(ji)(ji)合金成(cheng)分和熔(rong)煉(lian)方式的(de)調控等諸多技(ji)術問題；故而本發明實施例提(ti)供(gong)了能(neng)(neng)滿足屈服(fu)強度800mpa級別(bie)高強耐(nai)候鋼性(xing)能(neng)(neng)要求(qiu)的(de)一(yi)種800mpa級稀土(tu)復合nb、ti微合金化高強耐(nai)候鋼及(ji)(ji)制備(bei)方法(fa)。所述技(ji)術方案如下：

2、一種(zhong)800mpa級稀土(tu)復合(he)nb、ti微合(he)金(jin)化(hua)高(gao)強耐候(hou)鋼，所述800mpa級稀土(tu)復合(he)nb、ti微合(he)金(jin)化(hua)高(gao)強耐候(hou)鋼的厚度為4-8mm，化(hua)學成分(fen)按質(zhi)(zhi)量(liang)百分(fen)比計為：c?0.080-0.090%，si0.500-0.650%，mn?0.750-0.800%，p≤0.020%，s≤0.006%，n?0.004-0.006%，al?0.025-0.035%，cr?0.500-0.550%，ni?0.100-0.150%，cu?0.20-0.30%，nb?0.020-0.030%，ti?0.10-0.12%，ce?0.010-0.030%，余量(liang)為fe和不可避免的雜質(zhi)(zhi)元素。

3、可選地，所述800mpa級稀土復合nb、ti微合金化(hua)高強耐候鋼中金相組(zu)成為92-94.5%的多(duo)邊形鐵素(su)體組(zu)織+3.0-5.0%的少(shao)量的珠光體組(zu)織+2.5-3.0%的微合金析出(chu)相組(zu)織。

4、可選地(di)，所述800mpa級稀土復(fu)合nb、ti微合金化高強耐候鋼中(zhong)多邊形(xing)(xing)(xing)鐵素體組織(zhi)的(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)為(wei)等軸狀(zhuang)(zhuang)的(de)多邊形(xing)(xing)(xing)晶粒(li)，平(ping)均(jun)尺寸為(wei)11-14μm；珠光(guang)體組織(zhi)的(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)為(wei)片(pian)層(ceng)狀(zhuang)(zhuang)，平(ping)均(jun)片(pian)層(ceng)間距為(wei)0.2-0.3μm；微合金析出(chu)相組織(zhi)的(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)為(wei)長條狀(zhuang)(zhuang)和橢圓形(xing)(xing)(xing)，平(ping)均(jun)尺寸為(wei)35-45nm。

5、可選地，所述800mpa級(ji)稀(xi)土(tu)復(fu)合nb、ti微合金化(hua)高(gao)強耐候鋼的抗拉強度為900-990mpa，屈(qu)服強度為800-850mpa，屈(qu)強比(bi)為0.81-0.89，斷后伸長率為22-25%，耐候性能指數i值(zhi)為6.2-7.0。

6、可(ke)(ke)選地，耐候性能指數i值與鋼(gang)成(cheng)分有關，可(ke)(ke)用以(yi)下公式(shi)計(ji)算：

7、i=26.01(%cu)+3.88(%ni)+1.20(%cr)+1.49(%si)+17.28(%p)-7.29(%cu)?(%ni)-9.10(%ni)?(%p)-33.39(%cu)2。

8、一種(zhong)基于上述的(de)800mpa級稀土(tu)復合nb、ti微(wei)合金化高強(qiang)耐(nai)候鋼(gang)的(de)制備(bei)(bei)方(fang)法，所述的(de)800mpa級稀土(tu)復合nb、ti微(wei)合金化高強(qiang)耐(nai)候鋼(gang)的(de)制備(bei)(bei)方(fang)法如(ru)下步驟：

9、s1、原(yuan)料稱量：用純度為99.99%的純金(jin)(jin)屬以及(ji)中間合金(jin)(jin)作為原(yuan)料，按照化學成分配(pei)比進行精(jing)確稱量配(pei)料，得到原(yuan)材(cai)料；

10、s2、連鑄(zhu)：將s1原(yuan)材(cai)料(liao)進行熔煉并連續(xu)澆鑄(zhu)，得到耐候鋼板坯；

11、s3、熱處(chu)理：對s2耐候(hou)鋼(gang)板坯(pi)進行加熱，直至奧氏體化溫度以上，保溫處(chu)理，得到(dao)熱處(chu)理后的耐候(hou)鋼(gang)板坯(pi)；

12、s4、熱(re)軋(ya)(ya)：將(jiang)s3熱(re)處理后(hou)的(de)耐(nai)候鋼板(ban)坯(pi)(pi)充分加(jia)熱(re)后(hou)出(chu)爐(lu)進行(xing)粗軋(ya)(ya)獲得中間(jian)坯(pi)(pi)，粗軋(ya)(ya)結束后(hou)進行(xing)精軋(ya)(ya)獲得精軋(ya)(ya)板(ban)材；

13、s5、卷取(qu)(qu)：將(jiang)s4精軋(ya)板(ban)材精軋(ya)后(hou)(hou)立即(ji)以層流冷(leng)(leng)卻(que)的方(fang)式(shi)冷(leng)(leng)卻(que)至卷取(qu)(qu)溫(wen)度(du)，卷取(qu)(qu)后(hou)(hou)空冷(leng)(leng)至室溫(wen)，得到800mpa級稀(xi)土(tu)復合(he)nb、ti微(wei)合(he)金化高強耐(nai)候鋼。

14、可選地，s2中耐候鋼(gang)板坯(pi)的厚度為200-250mm。

15、可選地，s3中保溫(wen)(wen)處理的(de)溫(wen)(wen)度為1220-1250℃，保溫(wen)(wen)時間(jian)為2-3h。

16、可選地，s4中(zhong)進(jin)行(xing)粗軋的(de)(de)溫度為(wei)(wei)1050-1100℃，粗軋的(de)(de)道次(ci)為(wei)(wei)6道次(ci)，每道次(ci)的(de)(de)壓(ya)下(xia)(xia)率為(wei)(wei)15-35%，中(zhong)間坯的(de)(de)厚度為(wei)(wei)35-40mm；精(jing)軋的(de)(de)溫度為(wei)(wei)875-900℃，精(jing)軋的(de)(de)道次(ci)為(wei)(wei)7道次(ci)，每道次(ci)的(de)(de)壓(ya)下(xia)(xia)率為(wei)(wei)15-40%。

17、可選(xuan)地，s5中層流冷卻的層流冷速為20-30℃/s，卷(juan)取的溫(wen)度為575-625℃。

18、本發明(ming)的技術原理：

19、耐候鋼板(ban)坯的(de)(de)厚度為(wei)200-250mm。板(ban)坯厚度太(tai)大，增(zeng)加(jia)冶(ye)煉環節(jie)內部冶(ye)金缺(que)陷產生的(de)(de)風(feng)險；而板(ban)坯厚度太(tai)小，則很難保證總壓下量，影(ying)響鋼種顯微組(zu)織的(de)(de)細化。

20、熱(re)軋(ya)之前的(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)1220-1250℃。加熱(re)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)會導致鋼(gang)的(de)(de)原(yuan)始奧氏體(ti)晶粒(li)(li)粗大，影(ying)響鋼(gang)的(de)(de)顯微組織和力學性能(neng)；而加熱(re)溫(wen)度(du)過(guo)低(di)，鋼(gang)中的(de)(de)粗大析(xi)出粒(li)(li)子不(bu)能(neng)完全溶解于基體(ti)中，影(ying)響鋼(gang)的(de)(de)析(xi)出強(qiang)化效果。

21、所述的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)化保溫時間(jian)為2-3h。保溫時間(jian)過長也(ye)容易導(dao)致原始奧氏(shi)(shi)體(ti)晶粒(li)粗(cu)大(da)；而保溫時間(jian)過短(duan)，鋼的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)化不充分，同(tong)樣不利于獲得(de)目(mu)標的(de)顯微組織及(ji)性能。

22、所述的粗(cu)軋(ya)(ya)溫度(du)為1050-1100℃，精軋(ya)(ya)溫度(du)為875-900℃。軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)溫度(du)過(guo)高易導致晶粒和析出粒子粗(cu)化，影響鋼的顯微組織和性(xing)能。而軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)溫度(du)過(guo)低則(ze)使軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)力增大(da)，對于軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)設備提出更高要求，工業生產(chan)難度(du)較大(da)。

23、所(suo)述的(de)(de)層流(liu)冷(leng)卻的(de)(de)冷(leng)速(su)(su)為20-30℃/s。當冷(leng)速(su)(su)較大時(shi)容易形成粒(li)狀貝氏體組織，不利于鋼(gang)材的(de)(de)塑性(xing)。當冷(leng)速(su)(su)較小時(shi)鋼(gang)中的(de)(de)多邊(bian)形鐵素體晶粒(li)長(chang)大，同樣惡化了鋼(gang)材的(de)(de)力學性(xing)能。

24、所述的(de)(de)(de)卷(juan)取(qu)溫(wen)度(du)為575-625℃。卷(juan)取(qu)溫(wen)度(du)過高，鋼中的(de)(de)(de)鐵素體晶(jing)粒(li)和析出(chu)(chu)粒(li)子(zi)(zi)明顯(xian)長(chang)大，導致(zhi)鋼的(de)(de)(de)析出(chu)(chu)強(qiang)(qiang)化(hua)效果(guo)和細晶(jing)強(qiang)(qiang)化(hua)效果(guo)顯(xian)著下(xia)降，不(bu)能(neng)使耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)達到800mpa。而卷(juan)取(qu)溫(wen)度(du)過低時，低溫(wen)卷(juan)取(qu)析出(chu)(chu)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)數量較少(shao)，且不(bu)能(neng)彌散分布(bu)，析出(chu)(chu)強(qiang)(qiang)化(hua)效果(guo)不(bu)佳，同樣(yang)不(bu)能(neng)達到使耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)級別(bie)達到800mpa。

25、上述技術(shu)(shu)方案，與(yu)現有(you)技術(shu)(shu)相比至少具(ju)有(you)如(ru)下有(you)益(yi)效果：

26、上述(shu)方(fang)案，本(ben)發明提出了一種800mpa級稀土(tu)復合nb、ti微合金(jin)化(hua)高強(qiang)耐候(hou)鋼(gang)及制(zhi)備(bei)方(fang)法，能(neng)夠解決(jue)現有(you)技(ji)術(shu)(shu)中(zhong)高強(qiang)度耐候(hou)鋼(gang)的屈服(fu)強(qiang)度800mpa級的制(zhi)備(bei)方(fang)法存在的力(li)學性能(neng)與耐候(hou)性能(neng)不(bu)匹配、提高強(qiang)度和(he)韌性需要調(diao)質處(chu)理、以及合金(jin)成分和(he)熔煉方(fang)式的調(diao)控等諸多技(ji)術(shu)(shu)問題。

27、本發明通過降低c、mn等元素(su)含(han)量和添(tian)加稀土元素(su)ce，在大(da)幅度(du)提高屈服強(qiang)度(du)的(de)同時保證了(le)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)塑性(xing)。此外，采用了(le)一種800mpa級(ji)稀土復合(he)nb、ti微合(he)金化(hua)高強(qiang)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)加工工藝來精確(que)調控耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)顯微組織，并大(da)幅度(du)提高耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)力學性(xing)能。

28、本發明所述800mpa級稀(xi)土(tu)復合nb、ti微合金化高強耐候(hou)鋼的鋼板(ban)厚度為4-8mm，制(zhi)備過程中通過控制(zhi)各元(yuan)素含(han)量在限定范圍內和熱(re)軋、卷取的工藝參數，確保所獲得(de)的顯微組織能夠(gou)使得(de)力學性(xing)能和耐候(hou)性(xing)能得(de)到協同提高。

29、本發(fa)明所述800mpa級稀土復(fu)合nb、ti微合金化高強(qiang)耐候(hou)鋼的抗拉強(qiang)度為(wei)900-990mpa，屈服強(qiang)度為(wei)800-850mpa，屈強(qiang)比(bi)為(wei)0.81-0.89，斷后(hou)伸長率為(wei)22-25%，耐候(hou)性能(neng)指數i值為(wei)6.2-7.0。

30、總之，本(ben)發(fa)明方法相(xiang)對于其他傳統方法，通過在耐候(hou)鋼(gang)(gang)中(zhong)添(tian)加微(wei)量的(de)(de)稀土元(yuan)素ce，利用(yong)稀土元(yuan)素ce與nb、ti等微(wei)合(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)相(xiang)互作用(yong)關系，促進(jin)細小彌散微(wei)合(he)金(jin)析(xi)出相(xiang)的(de)(de)析(xi)出，大幅度提高(gao)耐候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度，同時保證了鋼(gang)(gang)材的(de)(de)塑性，有利于推動更高(gao)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)高(gao)強(qiang)(qiang)耐候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)進(jin)一(yi)步(bu)研發(fa)；且資(zi)源(yuan)利用(yong)率高(gao)，生產成本(ben)低(di)，流程短，易操作，效(xiao)率高(gao)，利于工業大規模生產和推廣。