[发明专利]钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢及其生产方法，特别涉及一种抗层状撕裂的钢及其生产方法。

背景技术

层状撕裂是一种内部沿轧向的应力开裂。一般来讲，层状撕裂与焊接接头有关，在T型、角型或十字型接头的厚钢板多道焊接件中易发生层状撕裂。对于海洋结构、大型叠合梁结构、高层钢结构的梁柱连接和箱形柱角部、悬索桥的吊杆板件和桥面板的十字接头等构件，在焊接部位因为板厚方向的约束很大，焊接量又多，所以产生层状撕裂的危险很大。因此，对这类结构通常要采用能抵抗层状撕裂的钢板建造，以保证构件的安全性。

随着铁路、公路、大跨度和大跨径桥梁建设的快速发展，将会极大地刺激桥梁钢结构需求的快速增长，而且大跨径、重载、多线共用(公铁、城市轨道、管道合用)桥梁的需求逐渐增加，对桥梁恒载的要求也随之加大，尤其是抗层状撕裂的高强桥梁钢将陆续采用。

在中国专利CN1609257A中，在钢的成分设计方面采用极低碳、Cu-Cr-Ni-Mo-Nb的加入及Ti-Al-Zr-RE或Ca中的两种或两种以上复合添加，采用热机械控制轧制技术+弛豫-析出控制技术，生产一种以针状铁素体组织为主的耐候桥梁钢，该钢的屈服强度大于490MPa，抗拉强度大于590MPa，-40℃冲击能大于210J，综合性能优异，不足之处在于添加了大量Cu-Cr-Ni-Mo-Nb贵重金属，成本较高。

在中国专利CN101403075A中，在钢的成分设计方面采用低C高Mn，同时添加Cu-Cr-Ni-Ti-Nb元素，采用热机械控制轧制工艺，该钢的屈服强度大于460MPa，抗拉强度大于590MPa，-40℃冲击能大于100J，不足之处在于添加了大量Cu-Cr-Ni贵重金属，成本较高，而且该发明仅在实验室冶炼轧制，并未应用于工业化生产。

在中国专利CN101333628A中，在钢的成分设计方面采用低C高Mn，同时添加Cu-Cr-Ni-Mo-Nb-Ti元素，采用热机械控制轧制加回火工艺，该钢的屈服强度大于430MPa，抗拉强度大于550MPa，-40℃冲击大于200J，不足之处在于添加了大量Cu-Cr-Ni-Mo贵重金属，而且要进行回火热处理，生产周期长，成本较高。

此外，以上中国专利均未提及钢板在抗层状撕裂方面的性能指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决以上多个技术问题中的至少一个技术问题的钢及其生产方法。

根据本发明的钢按重量计包含0.12％～0.17％的C、0.20％～0.50％的Si、1.15％～1.55％的Mn、不超过0.010％的S、不超过0.020％的P、0.010％～0.060％的Nb、0.008％～0.030％的Ti、0.010％～0.060％的V、0.10％～0.35％的Ni、0.015％～0.060％的Als、不超过40×10^-6的N、不超过40×10^-6的O、不超过2×10^-6的H，余量为Fe和不可避免的杂质，其中Als表示酸溶铝。

根据本发明的一方面，该钢的C含量为0.13％～0.16％，Si含量为0.25％～0.50％，Mn含量为1.20％～1.50％，S含量为0.001％～0.007％，P含量为0.006％～0.015％，Nb含量为0.010％～0.055％，V含量为0.015％～0.055％，Ni含量为0.10％～0.30％，Als含量为0.015％～0.060％。

根据本发明的一方面，该钢的碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.43％，这可明显改善钢板的焊接性能，避免钢板发生焊接冷裂和热裂的可能性，同时提高焊接部位的综合性能。

根据本发明的一方面，该钢以钢板的形式存在，该钢板的下屈服强度不低于460MPa，抗拉强度不低于570MPa，屈强比不高于0.83，断后伸长率不低于20％，-40℃纵向AKv不低于120J，Z向断面收缩率不低于35％。

根据本发明的钢的生产方法包括依次进行的铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF精炼和RH真空循环脱气。

根据本发明的一方面，在铁水预处理步骤中，将铁水硫含量控制在0.001％～0.015％，铁水温度为1250℃～1320℃，脱硫完毕后扒净铁水表面的渣。