【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低合金钢生产，涉及一种低屈强比500mpa级桥梁结构钢板的生产方法。
技术介绍
1、结构钢常用于建筑、桥梁、船舶、车辆等承载结构，它必须具有一定的强度和韧性。随着工程项目的技术要求越来越高，其对结构钢的强韧性要求也越来越高，如桥梁用结构钢标准gb/t 714-2015中，明确要求不同强度级别钢板低温冲击值要达220j以上。对桥梁结构而言，钢板具有较低的屈强比可以提供更高的安全阈值，进一步可大幅度提高项目安全稳定性。
2、随桥梁建造及冶金技术的提升，420mpa级及以上桥梁结构钢得到普遍应用，其中500mpa级作为第五代新型桥梁钢，得到业主和设计院的青睐。目前，中国多座大型长江桥、黄河大桥以及重点工程均采用500mpa级桥梁钢，如代表项目沪通长江特大桥、常泰长江特大桥、铜陵长江特大桥等。低屈强比、高强韧是该钢的典型特点，目前国内大部分500mpa级桥梁钢的要求为屈强比≤0.86，-40℃冲击值≥220j，但考虑不同桥梁建造方式，对屈强比和低温韧性也提出了更高的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低屈强比500mpa级桥梁结构钢板的生产方法，能生产厚度规格10～80mm高强度桥梁钢，钢的屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥630mpa，屈强比≤0.80，板厚1/4、1/2处低温-60℃冲击≥220j，具有强度高、韧性好、优良的低温韧性、优秀的加工性能及优良的焊接性能。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种低屈强比500m
4、1）铸坯加热：加热温度1180～1220℃，在炉时间≥板坯厚度mm×1.0min/mm，出炉温度1180～1200℃；
5、2）粗轧：粗轧结束温度1000～1050℃，展宽后粗轧累计压下率在50%～55％，末两道次压下率≥15%，粗轧结束厚度2.5～4t（t为成品厚度mm）；
6、3）精轧：精轧开轧温度770～920℃，轧制9～13道次，有效道次压下率10%～15％；
7、4）冷却：钢板入水温度710～750℃，mulpic加速冷却，冷速5～10℃/s，终冷温度550～650℃；
8、5）回火快冷：控轧控冷后钢板进行回火+快冷处理；
9、6）精整入库：按设计尺寸进行切边入库。
10、进一步，所述的步骤5）中：回火温度控制在ac1+（60～70）℃。
11、本专利技术两相区ac1+（60～70）℃回火，温度区间不宜超过此范围。经杠杆原理计算在此温度区间内奥氏体组织占比约8～10%，随后利用回火快冷形成ma+gb+af复相组织，这一组织最终实现屈强比≤0.80、-60℃冲击≥220j的强韧性匹配。当温度区间在ac1+60℃以下，奥氏体占比不足，导致快冷后ma+gb占比较少，抗拉强度偏低，屈强比不能稳定控制在0.80以下，而当温度区间在ac1+70℃以上，奥氏体占比较大，导致快冷ma+gb数量增多、尺寸增大，其对钢板低温韧性造成不利影响，难以保证-60℃冲击≥220j。
12、进一步，所述的步骤5）中：回火保温时间25～35min。
13、本专利技术回火保温时间可控制碳化物析出的尺寸与组织占比，当回火保温时间＜25min时，碳化物析出不足，对组织屈服强度支撑不够，从而不能稳定控制钢板屈服强度在500mpa以上，随着回火保温时间的延长，碳化物析出量逐渐增多，其对位错的攀移融合起到较强的钉扎作用，导致钢板屈服强度及屈强比也随之上升，当回火保温时间＞35min时，屈强比不能稳定控制在0.80以下。因此，较适宜的回火保温时间为25～35min。
14、进一步，所述的步骤5）中：回火出炉后进行快冷，冷速15～20℃，终冷温度180℃以下。
15、本专利技术回火后快冷冷速对钢板的强韧性匹配较为重要，当冷速＜15℃时，奥氏体低温转变产物中ma数量不足，抗拉偏低，屈强比不能稳定控制在0.80以下，而当冷速＞20℃时，奥氏体低温转变产物中ma数量增多、尺寸增大，其对钢板低温韧性造成不利影响，难以保证-60℃冲击≥220j。
16、本专利技术所述的钢种组分的设计原理：
17、碳是增加钢强度的有效元素，但随碳含量增加桥梁结构钢韧性、塑性和焊接性均会下降，一般碳含量超过0.11%其焊接性能明显恶化，但如果碳含量过低，将影响桥梁钢的强度，而且对工业化生产来说，冶炼比较困难。因此，本专利技术采用低碳设计，确定碳含量范围为0.06%～0.08%。
18、硅在钢中溶于铁素体内，可使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性降低。硅作为脱氧剂能与钢水中的feo能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去，因此硅是提高钢水纯净度有益的元素。但是过高的硅含量对钢的表面质量和夹杂物的控制不利，也对钢的塑韧性和焊接性不利。本专利技术确定硅含量的范围为0.20%～0.35%。
19、锰是重要的强韧性元素，能降低钢中γ→α的相变ar3温度，从而促进贝氏体转变。mn通过溶入铁素体而引起固溶强化，提高钢的强度。锰对晶粒细化有促进作用，因此在提高强度的同时还能改善钢的韧性。但锰也容易发生偏析，与s结合生成mns等带状组织影响低温冲击及厚度拉伸性能。本专利技术确定锰含量的范围为1.60%～1.70%。
20、在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性。因此，本专利技术采用低磷设计，限制磷含量不大于0.015%。
21、硫是钢中的有害杂质，降低钢的延展性、韧性及焊接性，高硫钢在高温进行压力加工时，容易脆裂。另外，s还可以与mn形成mns偏析，严重影响钢的综合性能。因此，本专利技术采用低硫设计，限制硫含量不大于0.003%。
22、铝是钢中的脱氧剂，适量al、ca的复合，有利于减少夹杂物的数量，改变夹杂物的形态，对桥梁钢的内部质量及塑、韧性都有利。al有一定的细化晶粒的作用，提高冲击韧性及降低钢的韧脆转变温度。本专利技术确定铝含量的范围为0.02%～0.05%。
23、钛能细化钢的晶粒组织，从而提高钢的强度和韧性，降低时效敏感性和冷脆性，改善焊接性能。微钛处理形成的tin，能有效钉扎奥氏体晶界，有利于控制奥氏体晶粒的长大，但钛含量较高时，易生成大尺寸的液析tin，影响钢的机械性能。本专利技术确定钛含量的范围为0.008%～0.020%。
24、铌：铌是微合金化元素，具有固溶强化和细晶强化两种作用。固溶强化是指其溶于奥氏体后，可明显提高钢的淬透性，提高钢的强度、冲击韧性。另外，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低屈强比500Mpa级桥梁结构钢板的生产方法，钢的化学成分以重量百分数计为C=0.06%～0.08%，Si=0.20%～0.35%，Mn=1.60%～1.70%，P≤0.015%，S≤0.003%，Al=0.02%～0.05%，Ti=0.008%～0.020%，Nb=0.040%～0.050%，Cr=0.15%～0.35%，Ni=0.70%～0.90%，Mo=0.70%～0.90%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；钢板厚度10～80mm，屈服强度≥500Mpa，抗拉强度≥630Mpa，屈强比≤0.80，板厚1/4、1/2处低温-60℃冲击≥220J；其关键工艺步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种低屈强比500Mpa级桥梁结构钢板的生产方法，其特征在于：所述的步骤5）中，回火温度控制在Ac1+（60～70）℃。
3.根据权利要求1所述的一种低屈强比500Mpa级桥梁结构钢板的生产方法，其特征在于：所述的步骤5）中，回火保温时间25～35min。
4.根据权利要求1所述的一种低屈强比500Mpa级桥梁结构钢板的生产方法，其特征在于：所述的
...【技术特征摘要】
1.一种低屈强比500mpa级桥梁结构钢板的生产方法，钢的化学成分以重量百分数计为c=0.06%～0.08%，si=0.20%～0.35%，mn=1.60%～1.70%，p≤0.015%，s≤0.003%，al=0.02%～0.05%，ti=0.008%～0.020%，nb=0.040%～0.050%，cr=0.15%～0.35%，ni=0.70%～0.90%，mo=0.70%～0.90%，余量为fe和不可避免的杂质元素；钢板厚度10～80mm，屈服强度≥500mpa，抗拉强度≥630mpa，屈强比≤0.80，板厚1/4、1/2...
【专利技术属性】
技术研发人员：史术华，刘吉文，高擎，周文浩，巨银军，王记铭，范明，熊祥江，江恒心，陈潜，武会宾，阳建君，欧阳藩，李中平，陈奇明，
申请(专利权)人：湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。