02~0. 08%，在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆 性，使焊接性能變壞。通常要求鋼中含磷量小于〇. 045 %，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低。但在大氣腐蝕環(huán) 境下，磷的存在能抑制鐵的陽極溶解；在干濕交替油氣環(huán)境下，磷在腐蝕過程中形成P〇43， 起到陰極性緩蝕劑的作用，所以必不可少。實踐證明，提高鋼中磷含量，可有效提高鋼的耐 蝕性。因此磷是提高鋼的耐腐蝕較為有效、也是最廉價的元素，考慮到磷含量提高會降低鋼 的韌性，我們優(yōu)先選取磷量為〇. 02~0. 04%。
[0036]Ni同樣具有提高鋼在干濕交替環(huán)境下耐均勻腐蝕的作用，其在鋼表面形成致密的 保護膜，使基體與腐蝕環(huán)境隔離，從而抑制了腐蝕的進行。此外，對提高鋼的低溫韌性有較 大作用，還可以較好地解決由于銅添加帶來的表面質(zhì)問題。為了達到保護效果，Ni含量應 在0. 05%以上。但是當Ni含量超過2. 0%以后，其效果達到飽和，不僅會帶來成本的增加， 而且使鋼的加工性能和焊接性惡化。因此Ni含量的范圍應為0. 05~2. 0%。
[0037] Cu能提高強度和韌性，缺點是在熱加工時容易產(chǎn)生熱脆。銅是耐腐蝕鋼中耐蝕作 用最為突出的合金元素，無論在工業(yè)大氣、海洋大氣或農(nóng)村大氣中，含銅鋼的耐蝕性能比普 通碳鋼都有不同程度的提高。同時，銅是提高干濕交替環(huán)境下銹層保護性能元素，善于和硫 (鋼中硫和大氣中硫）反應，生成難溶的硫化物或致密保護膜，起到對基體的保護作用。為 了達到保護效果，Cu含量應高于0. 05%。但當Cu含量超過2. 0%以后，會使鋼的加工性能 和焊接性惡化。因此Cu的含量范圍應為0. 05~2. 0%。
[0038]Cr是對鋼耐蝕性有利的元素，其在鋼表面形成致密保護膜，為了達到保護效果，Cr 的含量應在0. 005%以上，但當Cr含量超過1. 0%以后，會使鋼的加工型和焊接性變差，所 以Cr含量的范圍應該為0.005~1.0%。
[0039]Sb也是本發(fā)明的重要元素。其通過在鋼的表面形成對應的氧化物，致密地覆蓋在 鋼的表面，抑制腐蝕渣的生成，顯著提高鋼的耐均勻腐蝕性。另一方面，Sb還有通過提高點 蝕部位的pH值來提高耐點蝕性的作用。上述效果即使在雜質(zhì)級別的含量也能夠達到，但為 了獲得更顯著的添加效果，其含量在〇. 01 %以上，但當含量超過〇. 3%以后，上述的效果會 達到飽和，所以Sb的含量范圍是0.01~0.3%。
[0040] Hf是本發(fā)明的重要元素，尤其是在含有H2S的干濕交替腐蝕環(huán)境下，具有優(yōu)異的耐 腐蝕作用，其在鋼表面形成致密的保護膜，使基體與腐蝕環(huán)境隔離，從而大大減少了固態(tài)含 S等腐蝕渣的生成量。此外，Hf還具有抑制間隙內(nèi)部腐蝕的作用。為確保油氣環(huán)境下鋼的 腐蝕防護要求，要求Hf含量要大于〇. 005%。但是當Hf含量大于0. 2%時會使鋼的加工性 和焊接性降低，因此，Hf含量應在〇. 005~0. 2%。優(yōu)先選擇Hf含量為0. 008~0. 15%。
[0041] Nb、Ti是常用的微合金元素，可以根據(jù)需要的強度選擇含有。其中Nb是提高鋼強 度的有效元素，該效果通過Nb含量在0. 003 %以上而得到，但如果Nb含量超過0. 3 %，則鋼 的韌性就會惡化；Ti除了提高鋼的強度外，還有利于改善鋼的焊接性，Ti含量5 0. 2%，優(yōu) 先選擇其范圍是0. 005~0. 2%。
[0042] 具有上述化學成分特征的原油儲運容器用耐腐蝕鋼材，其耐腐蝕性能我們可以用 耐大氣腐蝕指標Ca和耐干濕交替油氣腐蝕指標Ci3來衡量。該兩個指標均基于大量試驗 鋼種的化學成分和對應的腐蝕試驗數(shù)據(jù)而制定，它們反應了關鍵化學元素對特定環(huán)境下耐 蝕性的影響程度以及各種化學元素含量的最佳匹配。其中：
[0043] Cα表征了Cu、P、Cr三種元素對材料的耐大氣耐腐蝕性能（包括工業(yè)大氣和海洋 大氣）的綜合影響，其值在〇. 5~0. 9范圍內(nèi)時，鋼具有良好的耐大氣腐蝕性能，具體指標 測定為：在周浸試驗環(huán)境下，模擬工業(yè)大氣時，采用腐蝕失重的方法計算鋼的腐蝕速率，鋼 的均勾腐蝕速率不高于2. 5mm/a;模擬海洋大氣時，鋼的均勾腐蝕速率不高于1. 8mm/a。
[0044] Ci3表征了Cu、Hf、Sb三種元素對材料的耐干濕交替油氣腐蝕性能的綜合影響， 其值在0. 5~0. 9范圍內(nèi)時，鋼具有良好的耐干濕交替油氣腐蝕性能，具體指標測定為：依 據(jù)中國船級社《原油油船貨油艙耐腐蝕鋼材檢驗指南》規(guī)定的試驗方法對試驗鋼進行模擬 干濕交替酸性氣體腐蝕試驗。經(jīng)過四個周期（21天、49天、77天、98天）的考核試驗，計算 各周期的均勻腐蝕厚度，再采用最小二乘法擬合出鋼25年后的腐蝕量ECL，當ECL不高于 1. 5mm時，鋼材表現(xiàn)出良好的腐蝕性能。
[0045] 本發(fā)明通過耐大氣腐蝕指標Ca和耐干濕交替油氣腐蝕指標Ci3的概念的提出， 進一步建立了Ca和Ci3與各化學成分及含量之間的關系，由此我們可得知如何通過調(diào)整 化學成分的含量，來滿足更好的耐腐蝕性能，這在指導煉鋼的生產(chǎn)領域具有劃時代的意義。 在此指標的指導下，我們可以控制鋼的化學成分和含量，實現(xiàn)更好的耐腐蝕鋼。
[0046] 經(jīng)多次實踐摸索，建立的Ca和C0與各成分之間的關系式是：
[0047] Ca = (1 -〇· 4665XCu) X (1 - 0· 8491XP) X (1 - 0· 1143XCr)
[0048] = (1 - 0. 2703XCu)X(1 - 0. 5831XHf)X(1 - 0. 7249XSb)
[0049] 上述兩公式中出現(xiàn)的化學元素符號Cu、P、Cr、Hf、Sb，均代表該化學成分在所述耐 腐蝕鋼材成分中的質(zhì)量百分含量。
[0050] 上述Ca、Ci3公式的得出均是建立在大量試驗基礎上，公式中各個參數(shù)均通過數(shù) 據(jù)統(tǒng)計及規(guī)律分析得到，可通過上述公式對材料在特定環(huán)境下的耐蝕性進行綜合預測與初 步評價。
[0051] 本發(fā)明所述的耐腐蝕鋼材，其成分在上述成分和配比下測得的Ca值和Ci3值，經(jīng) 測試發(fā)現(xiàn)，其值均滿足在〇. 5~0. 9范圍內(nèi)，其耐腐蝕性能非常好。
[0052] 因此，我們也可以得出如下結論，在合金鋼中，除主要成分Fe外，Cu、P、Cr、Hf、Sb 是獲得高耐腐蝕性鋼的關鍵因素，通過調(diào)整它們的含量，使其Ca和Ci3的值滿足在0.5~ 0. 9范圍內(nèi)，就可以獲得良好耐腐性能的鋼。當然，這些成分須具有基本的取值要求：Cu: 0· 05 ~2. 0 %、P:0· 02 ~0· 08 %、Cr:0· 005 ~1. 0 %、Hf:0· 005 ~0· 2 %、Sb:0· 01 ~ 0· 3%〇
[0053] 對于本配比的這種鋼材，本發(fā)明還進一步提供的一種制備方法，其生產(chǎn)工藝路線 為：轉(zhuǎn)爐冶煉-LF爐精煉-連鑄-乳制，為解決上述技術問題，具體工藝步驟及參數(shù)如下：
[0054] 1)轉(zhuǎn)爐冶煉：煉鋼原料采用低S原料（S彡0.005wt% )，入爐鐵水的硫含量為 0. 003wt% ~0. 030wt%;
[0055] 采用以質(zhì)量百分含量計（10 %~50 % )Si-(l%~10 % )Ca-(l%~10 % ) RE-(5%~20% )A1-余量Fe的脫氧劑進行脫氧、脫硫，加入方式為出鋼前爐內(nèi)按1. 5kg/t 加入，包內(nèi)按2.Okg/t加入。
[0056] 冶煉過程中控制爐渣堿度在2. 0~3. 0之間，石灰的加入量要適當，避免堿度過 高，否則導致P含量偏低。轉(zhuǎn)爐冶煉終點鋼水溫度為1650~1700°C。轉(zhuǎn)爐冶煉終點鋼水氧 含量為 400 ~lOOOppm，硫含量 0· 004wt% ~0· 020wt%。
[0057] 2)LF爐精煉：爐外精煉的目的是在真空、惰性氣氛或可控氣氛的條件下進行深脫 碳、脫硫、脫氧、除氣、調(diào)整合金和調(diào)整溫度并使其均勻化，去除夾雜物，改變夾雜物形態(tài)和 組成等。本發(fā)明的LF爐精煉過程底吹氣體為氬氣，攪拌時不裸露鋼液面于空氣中，底吹氬 氣流量為〇. 005~0. 01Nm3/min*t，電弧加熱時間為0~15min。氬氣是一種典型的惰性氣 體，本身不參與冶金反應，而且不溶于鋼水，是一種十分理想的攪拌氣體。吹入氬氣的優(yōu)點 包括：1)可促使鋼包鋼水溫度和成分的均勻。2)上浮的氬氣泡能吸收鋼中的氣體。3)可 促進鋼中非金屬夾雜物上浮、被鋼水表面渣層吸收。吹氬流量低于0. 〇〇5Nm3/min·t不能 達到較好的效果，但當吹氬流量高于〇. 01Nm3/min·t時會造成鋼水溫度降低較快，因此建 議最佳的吹氬流量為0. 005~0. 01Nm3/min·t。
[0058] 3)連鑄：連鑄機澆鑄采用全保護澆注，保證長水口與鋼包出鋼口接觸部分無殘 鋼，密封墊圈為3~6_，中間包液面波動小于深度的1/4,過熱度小于15°C條件下澆鑄，同 時采用輕壓下技術或電磁攪拌技術減輕連鑄還中心偏析，拉還速度控制在〇. 8~1.Om/min 內(nèi)。連鑄溫度在過熱度上體現(xiàn)。
[0059] 4)鑄坯加熱：連鑄坯成型后可直接加熱，無需冷卻。鑄坯加熱至1000°C~1200°C 進行單向奧氏體化，這是由于在低于ΙΟΟΟΓ時會使得奧氏體化不充分，超過1200°C加熱會 使原始奧氏體晶粒變得粗大，從而在后續(xù)乳制中難以得到細小的顯微組織。
[0060] 5)乳制：為了保證鋼板厚度方向性能的均勻性，乳制前先在鋼坯表面進行噴水， 表層的噴水冷卻速率控制在10~15°C/s。雙面噴水，先表冷，后乳制?，F(xiàn)場有測溫探頭， 可通過噴水量的大小來控制表面冷卻速率。
[0061] 乳制步驟分為粗乳-精乳。粗乳開乳溫度在1000°C~1150°C，在奧氏體再結晶區(qū) 總壓下量大于40%，粗乳終乳溫度多980°C;精