專利名稱：高韌性高耐候性橋梁鋼及其板卷軋制方法
技術領域：
本發明屬于低合金高強結構鋼領域，尤其涉及高韌性高耐候性橋梁鋼及其板卷 軋制方法。
背景技術：
我國傳統的低合金橋梁鋼如16Mnq、15MnVq、15MnVNq和14MnNbq等都不
具備良好的耐候性能。關于耐候橋梁鋼的開發，舞陽鋼鐵公司生產了 A709M-HPS485W 鋼，采用Cr、Ni、Mo、Cu微合金化并采用控制軋制得到高強度和耐候性；武鋼開發了 420MPa耐腐蝕橋梁鋼WNQ570，主要采用低碳(《0.06) Cr、Ni、Mo、Cu、Nb微合金 化和采用熱機械控制軋制技術+馳豫-析出控制技術生產，此外，武鋼還開發了一種高 強度耐候橋梁鋼(針狀組織高強度耐候鋼及其生產方法200410061112)，采用極低碳、 Cu-Cr-Ni-Mo-Nb微合金化及Ti_Al_Zr中的兩種或兩種以上復合添加，碳含量控制在 0.0218%,以減少或抑制滲碳體的析出，主控組織為均勻的貝氏體組織，以得到優良的 耐候性能，寶鋼開發了高耐蝕高強度耐候鋼及其制造方法(200710045329)采用低碳、低 錳(0.01 0.05% )、Cr、Ni、Cu微合金化方法，但其Cr含量4.5 5.5%保證鋼的高耐 蝕性。以上耐候鋼雖然耐蝕性高，但其使用Mo、Cr等貴金屬多，成本高，同時，大量 合金元素的添加，使耐候鋼韌性降低，尤其是低溫韌性較低。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種高韌性高耐候性橋梁鋼及其板卷軋制方 法。采用本發明可以降低合金元素的使用，降低成本，同時，在保證耐蝕性的同時，能 顯著提高韌性。為解決上述技術問題，本發明提供了一種高韌性高耐候性橋梁鋼，其特征在 于，其化學成分重量百分比為C 0.015 0.055%、Si 0.20 0.35%、Mn 0.50-0.80%、 P<0.018 %、S<0.005 %、Nb 0.050—0.080 %、Ti 0.010—0.020 %，Al 0.015 0.040 %， Ni 0.25 0.40%、Cu 0.25 ~ 0.40%,稀土加入量為0.045 0.08% ；其余為Fe和雜質元素。本發明還提供高韌性高耐候性橋梁鋼的板卷軋制方法，包括加熱、粗軋、精 軋、卷曲、軋后冷卻工序，其特征在于，加熱溫度1220 1240°C;粗軋開軋溫度1150 11800C ；精軋開軋溫度1030 1070°C，精軋終了溫度850 890°C，在粗軋和精軋之間 進行多道次變形，單道次變形量15 25%，累積壓下量50 65%;軋后快速冷卻，冷 卻速度16 25°C/s，卷曲溫度560-580°C。下面具體說明本發明技術方案的內容本發明中主要通過Nb微合金化和稀土元素的加入，提高鋼的強度和耐腐蝕作 用，C是強化鋼板的有效元素，但是隨著含C量的增加，缺口韌性降低，且容易造成鋼種 S、P偏析，影響鋼的耐蝕性能，因此本發明采用低碳，C含量在0.015 0.055%。Mn是強化鋼板的有效元素，但其易與S結合形成MnS夾雜，降低鋼的耐蝕性，應盡可能降 低其含量，綜合考慮Mn的作用，其含量控制在0.50-0.80%。Nb推遲奧氏體再結晶溫 度，與控軋控冷工藝相結合，起到沉淀強化和細化晶粒作用，為彌補C和Mn降低帶來 的強度損失，應提高其含量在0.050-0.080%。Ti形成的高熔點TiN能夠細化鑄態組織， 同時抑制HAZ晶粒粗化，對鋼的沉淀強化和改善焊接性能有優良作用。稀土元素含量低 于0.04%以下能夠使鋼中硫化物球化，降低鋼的點蝕敏感性，抑制鋼的蝕孔擴展，提高 鋼的耐蝕性；含量高于0.045%時，稀土除能夠使鋼中硫化物球化提高耐蝕性外，還能夠 消除晶界偏析，凈化晶界，從而提高鋼的組織性能均勻性，提高鋼的強度和韌性同時改 善耐蝕性，但其含量大于0.08%時，其作用提高不明顯，故其含量控制在0.045-0.08%。 Cu、Ni復合加入對提高耐腐蝕性、改善鋼的強韌性都有作用，降低S含量，防止軋板的 分層及分離的產生，特別是對防止層狀撕裂非常有效。本發明獲得上述優良性能鋼板的制造方法，包括以下步驟將坯料在粗軋到精軋之間進行多道次變形，單道次變形量15 25%，累積壓下 量50 65%。軋制后，進行適當控制冷卻，以15 20°C /S速度冷卻到580°C -560V,之后
任意冷卻至室溫。本發明具有如下特點1、多邊形鐵素體與彌散分布的少量粒狀貝氏體，是本發明所提供鋼板的組織特 征，表現對應的高強韌性、與良好的耐腐蝕性；2、采用少量合金元素Si、Mn、Nb、Ti以及稀土元素，利于降低制造成本；3、軋制過程稍做控制，易操作，保證產品性能穩定。本發明通過添加較高含量的Nb和稀土，減低碳和錳的含量，明顯提高了鋼的 韌性和耐蝕性，同時減少了鉬等貴重合金元素的添加量，降低了生產成本。本發明只需 按以上成分控制，在具有通用煉鋼精練設備即可實現，并能在具有控冷能力的通用軋鋼 生產設備上生產出具有韌性高耐候性橋梁鋼。采用本發明生產的橋梁板延伸率A達到 27.5-31%, Akv (-600C ) 320-385J,周期浸潤試驗 72 小時相對腐蝕率 37.49-35.14%，144 小時相對腐蝕率42.8-46.71 %。
具體實施例方式根據本發明鋼的化學成分范圍，經300噸轉爐冶煉，經過鋼包吹氬、LF爐精煉 和連鑄，結晶器喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰含量45-100%。軋制工序，連鑄坯 經再加熱至1220-1240°C后，進入兩機架Rl和R2粗軋，再經7機架2250連軋機組生產 線進行控軋，軋后采用層流冷卻工藝，熱軋厚度規格IOmm和16mm。本發明橋梁鋼化學成分見表1，軋制工藝制度見表2，機械性能見表3，周期浸 潤試驗結果見表4，對比用鋼成分見表5。表1高韌性高耐候性橋梁鋼的化學成分(％ )
權利要求
1.一種高韌性高耐候性橋梁鋼，其特征在于，其化學成分重量百分比為C 0.015 0.055 Si 0.20 0.35 Mn 0.50-0.80 P≤0.018 S≤0.005 Nb 0.050-0.080 %、Ti0.010-0.020 %，Al 0.015 0.040 %，Ni 0.25 0.40 %、Cu 0.25 0.40%,稀土加入量為0.045 0.08% ；其余為Fe和雜質元素。
2.如權利要求1所述高韌性高耐候性橋梁鋼，其特征在于，其化學成分重量百分比 為C 0.025 0.045%、 Si 0.25 0.32%、 Mn 0.55—0.70%、 P≤0.018%, S≤0.005%, Nb 0.055-0.070%, Ti 0.012-0.015%, Al 0.020 0.038%，Ni 0.30 0.38%、Cu 0.30 0.38%,稀土加入量為0.052 0.075% ；其余為Fe和雜質元素。
3.—種如權利要求1所述高韌性高耐候性橋梁鋼的板卷軋制方法，包括加熱、粗 車U精軋、卷曲、軋后冷卻工序，其特征在于，加熱溫度1220 1240°C ；粗軋開軋溫度 1150 1180°C;精軋開軋溫度1030 1070°C，精軋終了溫度850 890°C，在粗軋和精 軋之間進行多道次變形，單道次變形量15 25%，累積壓下量50 65%;軋后快速冷 卻，冷卻速度16 25°C /s，卷曲溫度560-580°C。
全文摘要
本發明公開了高韌性高耐候性橋梁鋼，化學成分重量百分比為C 0.015～0.055％、Si0.20～0.35％、Mn 0.50-0.80％、P≤0.018％、S≤0.005％、Nb 0.050-0.080％、Ti 0.010-0.020％，Al 0.015～0.040％，Ni 0.25～0.40％、Cu 0.25～0.40％，稀土加入量為0.045～0.08％；其余為Fe和雜質元素。其板卷軋制方法為加熱溫度1220～1240℃；粗軋開軋溫度1150～1180℃；精軋開軋溫度1030～1070℃，精軋終了溫度850～890℃，軋后快速冷卻，冷卻速度16～25℃/s，卷曲溫度560-580℃。
文檔編號C22C38/16GK102021478SQ20101060620
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者蒲玉梅, 謝世紅 申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司