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随着陆地资源的日益枯竭，人类加快了走向海洋的步伐，跨海大桥、海底隧道、海洋石油平台等重大工程不断建设。然而，这些海洋工程材料所面临的  挑战便是海洋环境中的腐蚀。高强板作为常用的工程建筑材料之一，其耐海水腐蚀性能直接影响到混凝土结构在海洋环境中的耐久性。

目前，应用较为广泛的耐腐蚀高强板有涂层高强板、不锈高强板和合金耐蚀高强板。某钢铁公司研究人员开发了低合金耐蚀高强板20MnSiCrV，其室温组织为铁素体和珠光体，屈服强度达到450MPa，抗拉强度达到650MPa，腐蚀速率低于普通高强板的70%。在此基础上，进一步优化合金成分，研制出高耐蚀性合金高强板00Cr10MoV。本工作对研制的00Cr10MoV高强板的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行系统分析，并与普通高强板20MnSiV进行对比和讨论。

试验材料化学成分如表1所示，在150kg真空感应炉中进行冶炼并模铸成80kg的钢锭，钢锭经锻造后焊接至140mm×140mm×12m方坯尾部，在生产车间终热轧成Φ25mm的高强板。分别从3根成品高强板上截取3段高强板加工成拉伸试样，在5585型电子  材料试验机上测定试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率等。对试样横截面进行金相组织观察，并用Tukon 2100B型数字化闭环控制维氏硬度计对试样的不同组织进行硬度测试，用岛津1610型电子探针显微分析仪（EPMA）观察合金元素在其组织内的分布。采用盐雾、周浸腐蚀实验、电化学阻抗谱以及极化曲线等测试方法进一步评价其耐蚀性能。

表1 实验用钢的化学成分（质量分数，%）

钢种

C

Si

Mn

P

S

Cr

Mo

V

Fe

00Cr10MoV

≤0.03

0.40～0.60

1.40～1.60

≤0.01

≤0.01

9.5～10.5

0.9～1.2

0.03～0.10

余量

20MnSiV

0.21

0.49

1.44

0.019

0.007

—

—

0.028

余量

结果表明：

（1）耐海水腐蚀00Cr10MoV高强板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成，屈服强度达到450MPa以上，综合力学性能优良；

    （2）在加速腐蚀实验条件下，00Cr10MoV钢的腐蚀速率均不足普通高强板20MnSiV的5%；其腐蚀产物以α-FeOOH，β-FeOOH和γ-FeOOH为主，另外还含有少量Fe3O4和微量含氯产物Na3CrCl16，Fe+3O（OH，Cl）；

    （3）合金元素Cr和Mo的添加，提高了00Cr10MoV钢在3.5%NaCl中性水溶液中的自腐蚀电位和电荷转移电阻，降低了其腐蚀电流密度，使其耐海水腐蚀性能较20MnSiV钢有较大的。



公司采用3150吨型材卧式挤压机挤压开坯（挤压筒Φ220mm）。生产过程中为了减小Q550D高强板锭偏析，提高热加工塑性，在真空感应熔炼电极时选择较小锭型为Φ130mm，真空自耗重熔成Φ180mm锭，并采用钢锭外包低碳钢套成Φ220mm挤压坯料进行热挤压开坯成Φ80mm棒材；经热轧至Φ18mm棒材；经固溶热处理、多道次冷拔加工、矫直和磨光，生产Φ13.5mm等冷拔银亮棒材。终确定的新生产工艺路线为：真空感应炉→真空自耗→均匀化热处理→热挤压开坯→热轧棒材→固溶热处理→冷拔成品→矫直→磨光。工艺研究结果如下：

（1）热加工工艺。GH350合金  塑性温度为：（1120～1130）℃；因钢锭真空自耗锭扒皮后Φ160mm左右，挤压Φ80mm棒材，因而挤压比为4∶1，考虑挤压变形抗力及热塑性因素，挤压加热温度为（1140±10）℃，热轧加热温度为（1130±10）℃。

（2）固溶热处理制度。根据1085℃不同保温时间显微组织，确定到温装炉，加热温度为：（1085±5）℃×（1.5～2）h，可获得满意的显微组织及晶粒度；冷却方式为快速水冷。

（3）冷拔工艺。总变形率为35%～40%，冷拔经4个道次，其中，第1个道次的变形率为12%～16%，第2个道次的变形率为13%～16%，第3个道次的变形率为9%～11%，第4个道次的变形率为5%～9%。冷拔前润滑处理，采用MoS2和液体石蜡混合的自制润滑剂，均匀涂抹于坯料表面。


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