本發(fā)明屬于耐腐蝕用鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼及生產(chǎn)方法，適用于耐so2及低氯離子濃度腐蝕環(huán)境的公路、橋梁等使用，特別在高堿性的混凝土中使用效果最佳。

背景技術(shù)：

ni-cu-p系、cu-cr系和cr-al系等是我國(guó)已經(jīng)開發(fā)的耐蝕鋼的成分體系。我國(guó)在工業(yè)大氣、橋梁、公路、沼澤地工程等等自然環(huán)境非常惡劣的環(huán)境條件下使用普通建筑用鋼已經(jīng)無(wú)法滿足其全壽命周期的要求。

1)國(guó)內(nèi)目前的建筑用材均采用的是海沙，其富含低濃度的氯離子，在混凈土中長(zhǎng)期侵蝕鋼基體，可以使得鋼的壽命周期大大降低。

2)鹽堿地、除雪劑、工業(yè)廢氣等環(huán)境較為惡劣的使用環(huán)境需要既具有抗工業(yè)大氣腐蝕與低濃度氯離子腐蝕的復(fù)合性能的鋼種，因此開發(fā)此復(fù)合功能的一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼尤為重要。

通常情況下，如果混凝土孔隙液內(nèi)氯離子濃度極低，鋼筋表面鈍化膜基本不會(huì)被破壞，同時(shí)高堿性條件下，鈍化膜受損后也具備一定的自身修復(fù)能力，會(huì)重新彌合。當(dāng)混凝土孔隙液中氯離子達(dá)到一定濃度，且具備反應(yīng)發(fā)生的其他必要條件(水和氧)時(shí)鋼筋才會(huì)發(fā)生銹蝕。因此，人們把引起鋼筋腐蝕的最低氯離子濃度稱之為引起鋼筋腐蝕的“臨界值”?？紤]到混凝土體系的復(fù)雜性、腐蝕影響因素的多樣性以及測(cè)試方法的不統(tǒng)一性等因素，引起鋼筋腐蝕的氯化物濃度“臨界值”仍無(wú)統(tǒng)一數(shù)值。一旦氯離子濃度達(dá)到了鋼筋銹蝕的臨界值以上，普通鋼逐漸開始銹蝕，銹層產(chǎn)物體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂，直至建筑物壽命失效。本發(fā)明開發(fā)一種復(fù)合功能的耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼，提高鋼筋銹蝕臨界值的同時(shí)，降低鋼筋銹蝕速率，從而延長(zhǎng)建筑物的全壽命周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼及生產(chǎn)方法，通過(guò)一定的成分添加與多組成分優(yōu)化后，其耐so2及低cl^-1濃度性能得到一定程度的提高與改善。

本發(fā)明的一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼成分重量百分?jǐn)?shù)為：c：0.005-0.05％，si：0.2-0.6％，mn：0.6-0.8％，p：0-0.08％，s≤0.01％，cr：2.0-4％，n：0.01-0.02％，余量為fe。

本發(fā)明的一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼成分重量百分?jǐn)?shù)為：c：0.005-0.05％，si：0.2-0.6％，mn：0.6-0.8％，p：0.06-0.08％，s≤0.01％，cr：2.0-4％，cu：0.25-1％，ni：0.2-0.5，n：0.01-0.02％，余量為fe。

本發(fā)明的一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼成分重量百分?jǐn)?shù)為：c：0.005-0.05％，si：0.2-0.6％，mn：0.6-0.8％，p：≤0.03％，s≤0.01％，cr：2.0-4％，mo：0.1-0.8％，al：0.5-1.0％，n：0.01-0.02％，余量為fe。

c含量過(guò)高，易于形成更多的腐蝕電池與鉻的碳化物析出，加速腐蝕，因此，碳含量的范圍為0.005-0.05％；

cr是主要耐腐蝕元素，在體系中[cl^-]/[oh^-]的比值較低的條件下，它在鋼表面形成致密的fexcr1-xoh等保護(hù)性的鈍化膜，cr含量越高，其鈍化膜的致密性越堅(jiān)固，考慮到成本、控冷等因素后，通過(guò)大量的成本配比試驗(yàn)與控軋控冷試驗(yàn)研究后，優(yōu)選的cr含量范圍2.0-4％。

cu是較好的抗大氣腐蝕與抗氯離子腐蝕的元素，其與p元素配合使用可以使得耐腐蝕性能大大提高，為了防止熱加工過(guò)程中易于出現(xiàn)cu脆，一般在鋼種按照cu：ni比為2:1或1:1，添加一定量的ni元素。同時(shí)ni可以顯著提高鋼基體的自腐蝕點(diǎn)位，又能穩(wěn)定奧氏體，使得奧氏體更加均勻。

mo是良好的抗點(diǎn)蝕元素，mo的添加可以顯著改善cr鋼在氯離子環(huán)境中的抗點(diǎn)蝕性能，本發(fā)明選擇0.1-0.8％的mo，用于較為嚴(yán)酷環(huán)境中的耐蝕性能。

al元素具有良好的耐大氣腐蝕性能，它與cr的匹配使用，可以顯著改善鉻鋼的腐蝕性能，當(dāng)cr：al比為2-8時(shí)，二者混合添加作用更佳。

一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，生產(chǎn)工藝及控制的技術(shù)參數(shù)如下：

鐵水脫硫預(yù)處理→頂?shù)赘淮缔D(zhuǎn)爐冶煉→lf爐精煉→全保護(hù)連鑄→方坯尺寸為150*150mm→加熱爐加熱→控制軋制與控制冷卻→冷床空冷；加熱爐加熱，奧氏體化，合金元素固溶，固溶溫度為1200℃±20℃；軋制間采用控軋控冷，控制軋制溫度在兩相區(qū)范圍內(nèi)，控制軋制溫度區(qū)間范圍為830℃-880℃，軋制后的控冷范圍為450-830℃，以冷速50-200℃/s速度降溫至組織轉(zhuǎn)變區(qū)間，組織轉(zhuǎn)變以空冷方式進(jìn)行。

碳化后混凝土孔隙液ph值下降，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)到8.5-9.0，低ph值孔隙液環(huán)境降低了鈍化膜的穩(wěn)定性。當(dāng)混凝土發(fā)生嚴(yán)重的碳化后，混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用降低了。腐蝕反應(yīng)體系中[cl^-]/[oh^-]的比值是鋼筋腐蝕的一個(gè)主要臨界點(diǎn)與因素，一般混凝土碳化后，在低氯離子濃度的條件下，該比值也較大，嚴(yán)重影響建筑用鋼的全壽命周期的耐久性。本發(fā)明的建筑用鋼通過(guò)添加2-4％的cr元素同時(shí)按照一定比例添加cu、p、ni或者mo、al等元素后，[cl^-]/[oh^-]的比值為0.6-0.7開始銹蝕，同時(shí)銹蝕開始后可以在低氯離子濃度環(huán)境且碳化的混凝土中達(dá)到降低腐蝕速率達(dá)一倍以上的目的，從而提高建筑結(jié)構(gòu)全壽命周期的耐久性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在碳化后混凝土孔隙液ph值下降，低ph值孔隙液環(huán)境降低了鈍化膜的穩(wěn)定性條件下，可以在so2及低氯離子濃度環(huán)境且碳化的混凝土中達(dá)到降低腐蝕速率達(dá)至少一倍以上的目的，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的全壽命周期的耐久性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的建筑用鋼貝氏體顯微組織照片圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的建筑用鋼鐵素體+珠光體的顯微照片圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的建筑用鋼在模擬腐蝕液中的腐蝕性能圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

一種耐so2及低cl^-1濃度腐蝕的建筑用鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：

成分1：c：0.005:％，si：0.25％，mn：0.65％，p：0.05％，s:0.005％，cr：3.0％，n：0.01％，余量為fe。

成分2：c：0.05:％，si：0.6％，mn：0.8％，p：0.08％，s:0.005％，cr：2.0％，n：0.02％，cu：0.25％，ni：0.2％，余量為fe。

成分3：c：0.04:％，si：0.5％，mn：0.7％，p：0.07％，s:0.005％，cr：2.5％，n：0.02％，cu：0.3％，ni：0.2％，余量為fe。

成分4：c：0.03:％，si：0.4％，mn：0.6％，p：0.02％，s:0.005％，cr：4.0％，n：0.015％，mo：0.8％，al：0.5％，余量為fe。

成分5：c：0.02:％，si：0.5％，mn：0.6％，p：0.03％，s:0.005％，cr：3.0％，n：0.015％，mo：0.6％，al：1.0％，余量為fe。

生產(chǎn)工藝為：鐵水脫硫預(yù)處理→頂?shù)赘淮缔D(zhuǎn)爐冶煉→lf爐精煉→全保護(hù)連鑄→方坯尺寸為150×150mm→加熱爐加熱→控制軋制與控制冷卻→冷床空冷；加熱爐加熱，奧氏體化，合金元素固溶，固溶溫度為1200℃；軋制間采用控軋控冷，控制軋制溫度在兩相區(qū)范圍內(nèi)，控制軋制溫度為850℃，軋制后的控冷溫度為750℃，以冷速100℃/s速度降溫至組織轉(zhuǎn)變區(qū)間，組織轉(zhuǎn)變以空冷方式進(jìn)行，組織見圖1、圖2所示。

耐蝕性能通過(guò)周期浸潤(rùn)試驗(yàn)機(jī)在0.01mol/l的nahso3溶液與低濃度cl^-1溶液中腐蝕72小時(shí)，實(shí)驗(yàn)溫度為45℃、濕度為70％，結(jié)果顯示其腐蝕性能均滿足碳鋼＜50％性能要求，見圖3所示。