本發(fā)明涉及一種防腐鋼，具體的說是一種戶外柜體用防腐鋼，屬于金屬冶煉及處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
不銹鋼之所以有優(yōu)良的防銹性和抗腐蝕性，在于不銹鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr2O3的致密鈍態(tài)氧化膜，將大氣中的水氣及氧阻絕在外，保護基材不繼續(xù)受氧化影響而腐蝕，即使材料本身受到外力或化學(xué)方式破壞表面，Cr2O3也能迅速再生成。除耐蝕性之外，不銹鋼亦具有耐熱性、耐高溫腐蝕性、高溫強度等優(yōu)點，另一方面不銹鋼機械性質(zhì)雖不如碳鋼，但加工硬化現(xiàn)象較碳鋼為高，因此常使用加工硬化來達到強度的要求。雖然能達到高強度，但同時也存在許多不足之處，如：晶粒粗大、低溫韌性差、晶間腐蝕敏感、耐點蝕性能差、加工性能差等。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種戶外柜體用防腐鋼，不僅能夠提供柜體的足夠強度，而且在長期室外環(huán)境下使用具有耐腐蝕、耐磨損以及熱脹冷縮系數(shù)小的特點。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的：提供一種戶外柜體用防腐鋼，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.041-0.043%，Cr:12.5-13.7%，Si：0.25-0.29%，Mn：1.76-1.77%，Ni：0.35-0.42%，Re：0.25-0.29%， Al：0.024-0.035%，Zr:0.31-0.33%，Se:0.21-0.23%，W：0.15-0.19%，Ti：0.13-0.15%，Ca：0.35-0.47%，Pd：0.12-0.38%，Co：0.41-0.45%，B：0.031-0.033%，Mo ：0.13-0.21%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.37-0.42%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Pm：11-18%，Pr：8-12%，Lu：5-7%，Dy：7-10%，Gd：8-12%，Sm：5-7%，Ho：9-12%，余量為La。
該防腐鋼中第一相為奧氏體，第二相為馬氏體，在表面至1/4厚度處第二相體積百分?jǐn)?shù)為4.4-4.8%，1/4厚度至中心第二相體積百分?jǐn)?shù)為5.9-6.4%；該不銹鋼在表面至1/4厚度處奧氏體平均晶粒直徑為4.6-4.9μm，馬氏體平均晶粒直徑為4.1-4.5μm，1/4厚度至中心處奧氏體平均晶粒直徑為5.1-5.3μm，馬氏體平均晶粒直徑為6.1-6.5μm。
化學(xué)成分是影響連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量與鋼板性能的關(guān)鍵因素之一，本發(fā)明為了使所述鋼獲得優(yōu)異的綜合性能，對所述鋼的化學(xué)成分進行了限制，原因在于：
⑴碳是鋼中最重要的元素，同時也是最便宜的元素之一。碳是強間隙固溶元素，在鋼中加入碳可對鋼有著顯著的間隙固溶強化作用，從而提高低合金高強度鋼的強度，并且對鋼的強度貢獻最大。碳與鋼中的微合金元素(Nb、Ti、V等)結(jié)合形成碳化物，尤其是在奧氏體中形成細小、彌散分布的碳化物夾雜，起到晶粒細化和沉淀強化的作用，提高鋼的硬度和強度。鋼中含碳量增加時，屈服和抗拉強度升高，但塑性和沖擊韌性會降低，其焊接性能也會受損。為了適應(yīng)大線能量焊接，改善鋼材的韌性，適當(dāng)減少低合金高強度鋼的含碳量，可以提高鋼板的低溫沖擊韌性和焊接性能。用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳含量降低到0.10%以下，甚至更低，可以有效改善大線能量焊接熱影響區(qū)的韌性，降低鋼的焊接裂紋敏感性。低合金高強度鋼中采用低碳化設(shè)計，必然會造成強度損失。為了確保大線能量焊接用鋼在低碳的前提下仍具有高強度，需要采用合理的微合金化處理，通過添加微合金化元素來提高強度。所以本發(fā)明碳含量限定在0.041～0.043%。
⑵錳是弱的碳化物形成元素，除少數(shù)溶于滲碳體外，幾乎都溶于鐵素體和奧氏體中，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度，通常增加錳含量來彌補因降低碳含量造成的部分強度損失。錳可以明顯降低轉(zhuǎn)變溫度,強烈降低晶界鐵素體開始轉(zhuǎn)變溫度，促進針狀鐵素體的形成。錳還是良好的脫氧劑和脫硫劑，常同硅、鈦一起加入進行復(fù)合脫氧，形成具有較高硫容量的復(fù)合夾雜，有效誘導(dǎo)晶內(nèi)針狀鐵素體形核。錳與硫形成熔點較高的MnS，可防止形成FeS而產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象。另外錳會增加鋼晶粒粗化的傾向、回火脆性敏感性和過熱敏感性。
⑶硅能溶于鐵素體和奧氏體中從而提高鋼的硬度和強度，彌補降低碳含量造成的部分強度損失。硅在鋼水中有很好的脫氧作用,是良好的脫氧劑。用鋁脫氧時酌加一定量的硅，能顯著提高鋁的脫氧能力。然而硅含量過高能促進仿晶界鐵素體形核，抑制針狀鐵素體形成，增加M-A組元含量，降低鋼的塑性和韌性,使得鋼的焊接性能降低。因此大線能量焊接用鋼的成分應(yīng)低硅化，促使微細的貝氏體和鐵素體組織形成。
⑷在鋼中添加適量的鋁，熱影響區(qū)中M-A島數(shù)量減少，其平均長度降低，并且M-A中殘余奧氏體數(shù)量增加，從而提高熱影響區(qū)的韌性。當(dāng)鋁含量較高時，鋁的氧化物夾雜聚集團簇，形成粗大的粒子，容易形成裂紋源。同時，鋁濃度增加能使鋼中形成不利的組織結(jié)構(gòu)，如促使鋼中形成側(cè)板條鐵素體組織,降低鋼的韌性；為了提高鋼板熱影響區(qū)的韌性，本發(fā)明控制Al含量為0.024～0.035%。
⑸鈮是典型的析出強化元素，和碳、氮有著強烈的親和力。常溫時，鋼中的鈮大部分都是以碳化物、氮化物、碳氮化物形式存在。適量的鈮元素可以形成細小彌散的第二相粒子，在軋制過程中有非常好的細晶強化和沉淀強化效果。這些細小的第二相粒子還能在焊接過程中釘扎奧氏體晶粒，抑制晶粒粗化。部分鈮能固溶于奧氏體基體中，偏析在奧氏體晶界，通過溶質(zhì)拖曳效應(yīng)抑制奧氏體晶界移動來限制晶粒的長大，細化晶粒，提高強度和韌性。同時，鈮對熱影響區(qū)的組織和M-A組元的形態(tài)特征有顯著作用。但是鈮會導(dǎo)致第二相粒子粗大而失去抑制晶粒粗化的作用，還會抑制鐵素體轉(zhuǎn)變，促進粒狀貝氏體的形成,導(dǎo)致韌性嚴(yán)重惡化。所以本發(fā)明不加鈮。
⑹釩和碳、氮等元素有極強的親和力，在鋼中主要以碳化物和氮化物的形式存在，可以通過析出強化來提高強度。在奧氏體中析出的VN能夠抑制奧氏體晶粒長大。在鐵素體區(qū)析出的VN，可以增加晶內(nèi)鐵素體的形核核心，兩方面共同促進晶粒細化，顯著地改善低碳低合金鋼的焊接性能。但在大線能量焊接時，釩的碳氮化物并不能充分析出。所以本發(fā)明不加釩。
⑺鈦和氧、氮、碳都有極強的親和力，是一種良好的脫氧劑和固定氮和碳的有效元素。鈦的氧化物被認為是鋼中最有效的形核夾雜，能有效地促進針狀鐵素體形核。
⑻鎳是提高鋼低溫韌性非常重要的元素，在鋼中為純固溶元素，可強化鐵素體基體，并且具有明顯降低韌脆轉(zhuǎn)化溫度的作用；在液態(tài)或者固態(tài)時,能與鐵任意比例互溶，能抑制粗大的先共析鐵素體形成，細化鐵素體晶粒,改善鋼的低溫韌性。另外本發(fā)明添加適量的鎳，還可以擴大奧氏體相區(qū)的元素，能影響碳與合金元素的擴散速度，阻止珠光體形成,提高淬透性，減緩焊接時的淬硬開裂趨向。
⑼硼能在高溫時與自由狀態(tài)的氮結(jié)合，減少鋼中的自由氮，并且在冷卻過程中作為晶粒內(nèi)部晶核促進鐵素體形成,改善韌性。在焊接熱循環(huán)過程中,硼能吸附在晶界上并且降低晶界的能量，從而減小晶粒長大的動力，也可以限制或者推遲晶粒的長大。同時，硼能擴散到鈦的氧化物中，形成貧乏區(qū)，還能降低奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的溫度和推遲晶界鐵素體的形成，促進晶內(nèi)針狀鐵素體的形成。但添加過量硼時在夾雜物周圍偏聚，降低夾雜物的形核能力。本發(fā)明控制B含量為0.031～0.033%。
⑽硫是鋼中的有害元素，它以熔點較低的FeS的形式存在,容易導(dǎo)致鋼產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，從而產(chǎn)生裂紋，鋼中的S易和Mn結(jié)合，形成MnS夾雜的層狀偏析，使板厚方向的強度和塑性大幅度降低，產(chǎn)生層狀撕裂,危害鋼的性能。同時，在特定條件下鋼中的MnS,與 VN、TiN一起釘扎奧氏體晶粒長大和誘發(fā)晶內(nèi)鐵素體形核，有效地細化了晶粒和提高韌性。
⑾磷是雜質(zhì)元素，其最大的害處是偏析嚴(yán)重，顯著降低鋼的塑性和韌性，對焊接性也有不良影響。在鋼中與銅一起作用時,能提高鋼的耐大氣腐蝕性能。
通過上述分析可知，不同的元素在大線能量焊接用鋼中有著不同的作用。根據(jù)元素的特征，設(shè)計出經(jīng)濟型、高強度、高韌性和優(yōu)良焊接性的大線能量焊接用鋼。本發(fā)明的大線能量焊接用鋼成分設(shè)計的基本思路是不加鈮以保證焊接性，增加錳和微合金化元素含量提高強度，控制磷、硫等雜質(zhì)元素含量，有效地細化了晶粒和提高韌性，提高鋼的耐大氣腐蝕性能；采用氧化物冶金方法，形成細小彌散的微細夾雜，在焊接過程中抑制奧氏體長大和控制組織轉(zhuǎn)變，使得大線能量焊接用鋼粗晶區(qū)韌性保持在一個較好的水平。本發(fā)明采用Ni、Al微合金化元素提高鋼的強度和韌性，不用加Nb和V，降低了成本。
本發(fā)明成分合理，鋼板綜合力學(xué)性能良好，具體表現(xiàn)為：屈服強度≥400MPa，抗拉強度≥510MPa，適合焊接線能量在150-250kJ/cm范圍內(nèi)的高強船板鋼，在150kJ/cm和250kJ/cm的大線能量焊接條件下，鋼板的HAZ在-40℃下的平均沖擊功在150J以上，生產(chǎn)成本較低。
本發(fā)明解決的另一個技術(shù)問題是，如何解決提高船板鋼用于寒冷環(huán)境時的防抗覆冰性能。
本發(fā)明解決這個技術(shù)問題的技術(shù)方案是：鋼板表面噴涂有防抗覆冰附著乳液，所述防抗覆冰附著乳液的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：6.7-6.9%，氨基甲酸乙酯：10.5-10.7%，α-亞麻酸：4.3-4.5%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：2.3-2.5%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：5.5-5.7%，過氧化苯甲酰：2.2-2.4%，丙烯酸丁酯：1.3-1.5%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：5.7-5.9%，銻摻雜氧化錫納米晶：3.8-4%，納米二氧化鈦：3.3-3.5%，納米碳化硅：1.5-1.7%，乙烯-醋酸乙烯：4.5-4.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：4.7-4.9%，聚二甲基硅氧烷：2.4-2.6%，聚醚改性硅油：2.1-2.3%，助溶劑：6.4-6.6%，附著力促進劑：8.3-8.5%，有機氟防水劑：余量。以上各成分均為市售產(chǎn)品。
本發(fā)明的防抗覆冰附著乳液通過其科學(xué)的配方，在鋼板表面上噴灑附著乳液后，附著乳液在室外紫外光線的作用下，其中聚合物會發(fā)生二次共聚和交聯(lián)反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的保護膜，大幅度提高了附著乳液與鋼板表面的粘結(jié)強度、強剝離強度和撕裂強度，從而解決了防抗覆冰附著乳液與鋼板表面不易結(jié)合的技術(shù)問題，使鋼板表面具有優(yōu)良的拒水性、防水防凍和防抗覆冰性能，使其用于雨天寒冷環(huán)境時仍保持優(yōu)良性能；根據(jù)試驗，將本發(fā)明的外管置于暴雨中，拒水性能是普通船板鋼的3-5倍；將本發(fā)明的外管外置于零下3-15℃的環(huán)境中，雨水后鋼板表面不易結(jié)冰。另外，本發(fā)明附著乳液中，銻摻雜氧化錫納米晶、納米二氧化鈦、納米碳化硅能等成分的加入使鋼板表面具有很好的抗靜電性和吸收隔熱性，且具有防霉殺菌和防污性，還能提高其耐磨損性，獲得了意想不到的技術(shù)效果。
本發(fā)明的有益效果是：⑴通過合理的采用低碳無鈮成分設(shè)計，通過基于氧化物冶金技術(shù)的冶煉工藝，在鋼中形成細小化、彌散化、復(fù)合化的氧化物粒子，利用這些高溫?zé)岱€(wěn)定的細小彌散夾雜物粒子釘扎高熱輸入條件下焊接熱影響區(qū)的奧氏體晶界，細化奧氏體晶粒。同時利用這些氧化物作為晶內(nèi)針狀鐵素體IAF的形核點，使焊接熱影響區(qū)內(nèi)形成強韌性較好的IAF組織，進而顯著提高大熱輸入焊接熱影響區(qū)的韌性。⑵本發(fā)明通過在鋼板表面上噴涂防抗覆冰附著乳液使船板鋼用于寒冷環(huán)境時的具有優(yōu)異的防抗覆冰性能。（3）合金元素中Co、Mo、Cr、Ti可提高馬氏體回火抗力，抑制位錯亞結(jié)構(gòu)回復(fù)；Ni能提高鐵素體基體的韌性并能使晶粒細化，可改善鋼的塑性和韌性，降低解理傾Co提高Mo2C形核驅(qū)動力，促進細小、彌散的含Mo化合物析出；Ni和Co共同作用促進Fe3C和Mo2C形成，進一步增強二次硬化效應(yīng)；Mo抑制高溫回火脆性。Ni-Co-Mo-Me的合理配合，使鋼獲得良好的強韌性。耐腐蝕鋼在低pH 和高Cl-含量的酸性溶液腐蝕環(huán)境下，具有優(yōu)良的耐點蝕、均勻腐蝕性能，母材均勻腐蝕速率在0.3mm/a左右，焊縫熔合線和母材過渡位置腐蝕臺階深度在10μm以下。
具體實施方式
下面對本發(fā)明做進一步的詳細說明：
實施例1
本實施例提供的一種戶外柜體用防腐鋼，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.041%，Cr:12.5%，Si：0.25%，Mn：1.76%，Ni：0.35%，Re：0.25%， Al：0.024%，Zr:0.31%，Se:0.21%，W：0.15%，Ti：0.13%，Ca：0.35%，Pd：0.12%，Co：0.41%，B：0.031，Mo ：0.13%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.37%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Pm：11%，Pr：8%，Lu：5%，Dy：7%，Gd：8%，Sm：5%，Ho：9%，余量為La。
本實施例的鋼板表面噴涂有防抗覆冰附著乳液，所述防抗覆冰附著乳液的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：6.7%，氨基甲酸乙酯：10.5%，α-亞麻酸：4.3%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：2.3%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：5.5%，過氧化苯甲酰：2.2%，丙烯酸丁酯：1.3%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：5.7%，銻摻雜氧化錫納米晶：3.8%，納米二氧化鈦：3.3%，納米碳化硅：1.5%，乙烯-醋酸乙烯：4.5%，聚氧乙烯脂肪醇醚：4.7%，聚二甲基硅氧烷：2.4%，聚醚改性硅油：2.1%，助溶劑：6.4%，附著力促進劑：8.3%，有機氟防水劑：余量。
實施例2
本實施例提供的一種戶外柜體用防腐鋼，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.042%，Cr:12.6%，Si：0.27%，Mn：1.76%，Ni：0.38%，Re：0.27%， Al：0.028%，Zr:0.32%，Se:0.22%，W：0.17%，Ti：0.14%，Ca：0.37%，Pd：0.28%，Co：0.43，B：0.032%，Mo ：0.17%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金屬：0.41%，余量為Fe；
所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Pm：15%，Pr：10，Lu：6%，Dy：9%，Gd：10%，Sm：6%，Ho：11%，余量為La。
本實施例的鋼板表面噴涂有防抗覆冰附著乳液，所述防抗覆冰附著乳液的質(zhì)量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：6.9%，氨基甲酸乙酯：10.7%，α-亞麻酸：4.5%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：2.5%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：5.7%，過氧化苯甲酰：2.4%，丙烯酸丁酯：1.5%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：5.9%，銻摻雜氧化錫納米晶：4%，納米二氧化鈦：3.5%，納米碳化硅：1.7%，乙烯-醋酸乙烯：4.7%，聚氧乙烯脂肪醇醚：4.9%，聚二甲基硅氧烷：2.6%，聚醚改性硅油：2.3%，助溶劑：6.6%，附著力促進劑：8.5%，有機氟防水劑：余量。
以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。