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CN107365944A - 热轧u型钢板桩及其成形方法 - Google Patents

热轧u型钢板桩及其成形方法 Download PDF

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CN107365944A
CN107365944A CN201710633851.3A CN201710633851A CN107365944A CN 107365944 A CN107365944 A CN 107365944A CN 201710633851 A CN201710633851 A CN 201710633851A CN 107365944 A CN107365944 A CN 107365944A
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hot
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李红斌
郑小平
周景
周景一
王黎光
宋进英
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North China University of Science and Technology
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North China University of Science and Technology
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Abstract

本发明以包括0.1～0.25wt％的C；1.0～2.5wt％的Mn；0.4～0.6wt％的Si；0.02～0.15wt％的Ni；0.05～0.2wt％的Cr；0.001～0.01wt％的Cu；0.1～0.3wt％的V；0.01～0.1wt％的Nb；0.01～0.05wt％的P；余量的Fe的钢制备热轧U型钢板桩，其中，Ni、Cr和Cu保证获得的钢板桩具有良好耐淡水腐蚀性能的同时，具有优异的机械强度，尤其是抗拉强度。实验结果表明，本发明提供的U型钢板桩周浸96h后，其腐蚀速度Vf小于0.05g/m2/h；该U型钢板桩抗拉强度大于590MPa，延伸率为30％～35％，屈服强度大于440MPa。

Description

热轧U型钢板桩及其成形方法
技术领域
本发明属于U型钢板桩技术领域，尤其涉及一种热轧U型钢板桩及其成形方法。
背景技术
U型钢板桩有冷弯型和热轧型，热轧U型钢板桩作为一种新型环保建筑钢材，在国外广泛应用于码头、堤防护岸、挡土墙、船坞、断流、建桥围堰等工程中。热轧U型钢板桩具有高强度、轻型、隔水性能好、耐久性强、可重复使用、环保效果显著、施工简单、建设费用较省等优点，在国内也获得了广泛应用。
当钢板桩在湖泊、河流等淡水中使用时，将面临淡水腐蚀的问题。我国是一个淡水资源短缺的国家，但目前大多淡水水体受到污染，水质较差。淡水水体是热轧U型钢板桩的重要服役场所，淡水水体受到污染后，服役环境发生改变，必然会引起热轧U型钢板桩腐蚀行为与规律的变化。申请号为201010147704的中国专利公开了一种耐淡水腐蚀的热轧U型钢板桩，其化学组成为：0.1～0.3％的C、0.8～1.8％的Mn、0.1～0.245％的Si、0.10～0.15％的P、≤0.02％的S、0.08～0.15％的镧系元素以及余量的Fe。该热轧U型钢板桩虽然能够耐淡水腐蚀，但是机械强度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热轧U型钢板桩及其成形方法，本发明提供的热轧U型钢板桩不仅耐淡水腐蚀，而且具有良好的机械性能。
本发明提供了一种热轧U型钢板桩，包括：
0.1～0.25wt％的C；
1.0～2.5wt％的Mn；
0.4～0.6wt％的Si；
0.02～0.15wt％的Ni；
0.05～0.2wt％的Cr；
0.001～0.01wt％的Cu；
0.1～0.3wt％的V；
0.01～0.1wt％的Nb；
0.01～0.05wt％的P；
余量的Fe。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括0.1～0.25wt％的C。C含量为0.1～0.25wt％时能够保证钢的强度和韧性。在一个实施例中，C含量为0.15～0.2wt％。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括1.0～2.5wt％的Mn。Mn含量为1.0～2.5wt％时能够保证钢的加工性能。在一个实施例中，Mn含量为1.5～2.0wt％。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括0.4～0.6wt％的Si。Si含量为0.4～0.6wt％时能够保证钢的性能优良。在一个实施例中，Si含量为0.45～0.55wt％。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括0.02～0.15wt％的Ni、0.05～0.2wt％的Cr和0.001～0.01wt％的Cu。Ni、Cr和Cu的存在以及上述含量保证钢具有优异的耐淡水腐蚀性能和机械性能，尤其是抗拉强度。在一个实施例中，Ni含量为0.05～0.10wt％。在一个实施例中，Cr含量为0.1～0.15wt％。在一个实施例中，Cu含量为0.003～0.08wt％。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括0.1～0.3wt％的V。0.1～0.3wt％的V能够保证钢具有良好的强度和韧性。在一个实施例中，V含量为0.15～0.25wt％。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括0.01～0.1wt％的Nb。0.01～0.1wt％的Nb能够保证钢具有良好的强度和韧性。在一个实施例中，Nb含量为0.03～0.08wt％。
本发明提供的热轧U型钢板桩包括0.01～0.05wt％的P，P与Ni、Cu和Cr发生作用，使得钢具有良好的耐淡水腐蚀性能和机械强度。
本发明还提供了上述技术方案所述热轧U型钢板桩的成形方法，包括以下步骤：
冶炼，冶炼温度为1650～1670℃；
转炉精炼，精炼时间为20～40min；
连铸，浇注温度为1570～1580℃；
加热，加热至1130～1140℃；
轧制，开轧温度为1060～1090℃，终轧温度为830℃～850℃。
本发明首先按照上述技术方案所述的元素配比进行冶炼，其中，冶炼温度为1650～1670℃；然后进行转炉精炼，精炼的时间控制在20～40min，精炼开始后10～20min内加入Al块脱氧；然后进行连铸，控制浇注温度为1570～1580℃；在得到的连铸坯加热到1130～1140℃后进行轧制，控制开轧温度为1060～1090℃，终轧温度为830℃～850℃。
本发明以包括0.1～0.25wt％的C；1.0～2.5wt％的Mn；0.4～0.6wt％的Si；0.02～0.15wt％的Ni；0.05～0.2wt％的Cr；0.001～0.01wt％的Cu；0.1～0.3wt％的V；0.01～0.1wt％的Nb；0.01～0.05wt％的P；余量的Fe的钢制备热轧U型钢板桩，其中，Ni、Cr和Cu保证获得的钢板桩具有良好耐淡水腐蚀性能的同时，具有优异的机械强度，尤其是抗拉强度。实验结果表明，本发明提供的U型钢板桩周浸96h后，其腐蚀速度Vf小于0.05g/m2/h；本发明提供的U型钢板桩抗拉强度大于590MPa，延伸率为30％～35％，屈服强度大于440MPa。
具体实施方式
实施例1～5
按照表1所示的配方进行U型钢板桩的制备，工艺如下：
首先按照表1所示的元素配比进行冶炼，其中，冶炼温度为1650～1670℃；然后进行转炉精炼，精炼的时间控制在40min，精炼开始后20min内加入Al块脱氧；然后进行连铸，控制浇注温度为1570～1580℃；在得到的连铸坯加热到1130～1140℃后进行轧制，控制开轧温度为1060～1090℃，终轧温度为830℃～850℃。
表1 U型钢板桩的配方
对实施例1～5以及比较例1～3获得的U型钢板桩进行耐淡水腐蚀试验，为周浸试验，其浸试条件件表2，试验溶液见表3，实验结果及力学性能测试结果见表4。
表2周浸试验条件
试验设备 试验标准 时间(h)
F1-65型周浸试验机 TB/T2375-93 96
其是在模拟材料在淡水中的腐蚀行为，采用腐蚀速度来表征耐腐蚀能力，腐蚀速度采用失重法计算，腐蚀速度越低，其耐腐蚀能力越强。
其中，试验循环周期为60min，其中浸润时间为12±1.5min。
表3试验溶液情况
表4产品的力学性能及周浸试验结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种热轧U型钢板桩，包括：
0.1～0.25wt％的C；
1.0～2.5wt％的Mn；
0.4～0.6wt％的Si；
0.02～0.15wt％的Ni；
0.05～0.2wt％的Cr；
0.001～0.01wt％的Cu；
0.1～0.3wt％的V；
0.01～0.1wt％的Nb；
0.01～0.05wt％的P；
余量的Fe。
2.根据权利要求1所述的热轧U型钢板桩，其特征在于，包括：0.05～0.10wt％的Ni。
3.根据权利要求2所述的热轧U型钢板桩，其特征在于，包括：0.1～0.15wt％的Cr。
4.根据权利要求3所述的热轧U型钢板桩，其特征在于，包括：0.003～0.08wt％的Cu。
5.根据权利要求4所述的热轧U型钢板桩，其特征在于，包括：0.15～0.25wt％的V。
6.根据权利要求5所述的热轧U型钢板桩，其特征在于，包括：0.03～0.08wt％的Nb。
7.权利要求1所述热轧U型钢板桩的成形方法，包括以下步骤：
冶炼，冶炼温度为1650～1670℃；
转炉精炼，精炼时间为20～40min；
连铸，浇注温度为1570～1580℃；
加热，加热至1130～1140℃；
轧制，开轧温度为1060～1090℃，终轧温度为830℃～850℃。
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