一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法，该桥梁耐候钢的化学成分按重量计为：C：0.05～0.08％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Cu：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.50％，Ni：0.15～0.35％，Nb：0.02～0.05％，V：0.03～0.06％，Ti：0.01～0.03％，P：0.010

【技术实现步骤摘要】
一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法


[0001]本专利技术属于耐候钢材设计及制造
，涉及一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法，尤其涉及一种兼具低屈强比、高强度、高韧性、易焊接和高耐蚀性的TMCP+回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着跨江大桥、跨海大桥、国际特大桥梁等一系列重大交通工程的陆续实施，开发屈服强度≥550MPa的高性能桥梁耐候钢势在必行。重大交通工程所用桥梁耐候钢不仅要求高强度、高韧性、低屈强比，而且要求耐候性好、易焊接、成本低。然而，这些要求很难同时满足，低碳当量与高强韧性、耐候性与焊接性及低屈强比在成分设计和工艺设计上相互冲突，在提高耐候性和强韧性的同时，难以实现钢板优良的焊接性和低屈强比。
[0003]对于Q550qENH及更高级别的桥梁耐候钢，目前主要采用添加Cr、Ni、Cu或Mo等合金元素，通过TMCP+回火或TMCP+调质处理工艺来兼顾钢板的高强韧性、低屈强比、易焊接性和耐候性。然而，如何通过合理的微合金化设计与优化的控轧控冷及热处理工艺相结合，开发出兼具较低成本、低屈强比、高强韧性、耐候性好、易焊接的屈服强度高于550MPa的高性能桥梁耐候钢，是目前桥梁钢开发及生产面临的关键技术难题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术为了解决如何通过合理的微合金化设计与优化的控轧控冷及热处理工艺相结合，开发出兼具较低成本、低屈强比、高强韧性、耐候性好、易焊接的屈服强度高于550MPa的高性能桥梁耐候钢的问题，提供一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢，该桥梁耐候钢的化学成分按重量百分比(wt.％)为：C：0.05～0.08％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Cu：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.50％，Ni：0.15～0.35％，Nb：0.02～0.05％，V：0.03～0.06％，Ti：0.01～0.03％，P：0.010～0.025％，S≤0.005％，Al：0.01～0.05％，N：0.0025～0.005％，O：0.0007～0.0021％，B:0.0005～0.0015％，其余为铁Fe以及不可避免的杂质，且化学成分满足以下关系式：Mn/C＝18～30，Ni/Cu＝0.5～1，Q＝Ti/N+V/N＝6.0～16.0。
[0007]进一步，该桥梁耐候钢的碳当量为C
eq
，其中：
[0008]C
eq
＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.45。有益效果：保证钢板具有优良的焊接性。
[0009]进一步，该桥梁耐候钢的焊接裂纹敏感指数为P
cm
，其中：
[0010]P
cm
＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+V/10+Ni/60+5B≤0.20。有益效果：保证低的焊接裂纹敏感性。
[0011]进一步，该桥梁耐候钢的耐腐蚀指数为I，其中：
[0012]I＝26.01Cu+3.88Ni+1.20Cr+1.49Si+17.28P
‑
7.29CuNi
‑
9.1NiP
‑
33.39Cu2≥6.4。有益效果：保证钢板良好的耐候性能。
[0013]一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢的制造方法，依次包括：转炉冶炼、炉外精炼、板坯连铸、连铸坯加热、控制轧制、控制冷却、热处理；
[0014]其中连铸坯加热工艺参数为：加热温度为1200～1250℃，加热时间为1～5小时；
[0015]控制轧制采用三阶段控制轧制工艺，其工艺参数为：第一阶段轧制工艺中开轧温度
[0016]≥1100℃，终轧温度≥1000℃，粗轧轧制3～5道次，累计压下率≥55％；第二阶段轧制工艺中开轧温度≥930℃，精轧轧制4～6道次，终轧温度≥850℃，累计压下率≥60％；第三阶段轧制工艺中累计压下率≥30％，道次压下率10～15％，终轧温度约770～800℃；
[0017]控制冷却工艺参数为：钢板轧后以15～25℃/s的冷却速度加速冷却至450～500℃，随后空冷至室温；
[0018]热处理工艺参数为：回火温度为525～575℃，回火时间t＝2.5～3.5min/mm
×
板厚，保温后空冷至室温获得最终所需桥梁耐候钢。
[0019]进一步，第一阶段控制轧制工艺为奥氏体再结晶区大变形量轧制，第二阶段控制轧制工艺为奥氏体未再结晶区多道次变形量轧制，第三阶段控制轧制工艺为奥氏体+铁素体两相区高温小变形量轧制。
[0020]进一步，该桥梁耐候钢屈服强度R
p0.2
>570MPa，抗拉强度R
m
>680MPa，均匀延伸率A
gt
>8.0％，断后伸长率A>20.0％，
‑
40℃的冲击功KV2>200J，屈强比R
p0.2
/R
m
≤0.85，耐腐蚀指数I≥6.4，焊接裂纹敏感指数P
cm
≤0.20，碳当量CEV≤0.45。
[0021]进一步，该桥梁耐候钢金相组织为回火态的粒状贝氏体和大量细小的多边形铁素体构成(粒状贝氏体约占25～35％，多边形铁素体约65～80％)，平均晶粒尺寸为3.5～3.9μm，有细小的纳米相存在，残余奥氏体含量忽略不计。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、本专利技术所公开的回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法，采用低C
‑
中Mn
‑
低N
‑
(Cr+Ni+Mo)合金化
‑
(Nb+V+Ti)复合微合金化设计的成分体系，在保证钢材化学成分配比的基础上，与三阶段控制轧制工艺+加速冷却+中高温回火的调控技术相结合，开发了屈服强度高于550MPa的低屈强比高性能桥梁耐候钢。
[0024]2、本专利技术所公开的回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法，在不添加Mo和不增加合金元素含量的基础上，通过合理控制钢材化学成分配比，通过简单的控轧控冷技术获得了综合性能良好的高性能桥梁耐候钢：屈服强度R
p0.2
>570MPa，抗拉强度R
m
>680MPa，均匀延伸率A
gt
>8.0％，断后伸长率A>20.0％，
‑
40℃的冲击功KV2>200J,屈强比R
p0.2
/R
m
≤0.85，耐腐蚀指数I≥6.4，焊接裂纹敏感指数P
cm
≤0.20，碳当量CEV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢，其特征在于，所述桥梁耐候钢的化学成分按重量百分比(wt.％)为：C：0.05～0.08％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Cu：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.50％，Ni：0.15～0.35％，Nb：0.02～0.05％，V：0.03～0.06％，Ti：0.01～0.03％，P：0.010
‑
0.025％，S≤0.005％，Al：0.01～0.05％，N：0.0025～0.005％，O：0.0007～0.0021％，B:0.0005～0.0015％，其余为铁Fe以及不可避免的杂质，且化学成分满足以下关系式：Mn/C＝18～30，Ni/Cu＝0.5～1，Q＝Ti/N+V/N＝6.0～16.0。2.如权利要求1所述的回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢，其特征在于，所述桥梁耐候钢的碳当量为C
eq
，其中：C
eq
＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.45。3.如权利要求1所述的回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢，其特征在于，所述桥梁耐候钢的焊接裂纹敏感指数为P
cm
，其中：P
cm
＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+V/10+Ni/60+5B≤0.20。4.如权利要求1所述的回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢，其特征在于，桥梁耐候钢的耐腐蚀指数为I，其中：I＝26.01Cu+3.88Ni+1.20Cr+1.49Si+17.28P
‑
7.29CuNi
‑
9.1NiP
‑
33.39Cu2≥6.4。5.如权利要求1～4任一项所述的一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢的制造方法，其特征在于，依次包括：转炉冶炼、炉外精炼、板坯连铸、连铸坯加热、控制轧制、控制冷却、热处理；其中连铸坯加热工艺参数为：加热温度为1200～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可，刘文胜，张明亚，孟少博，徐党委，黄重，张熹，李昭东，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：