[发明专利]一种TMCP+回火型550Mpa级别耐腐蚀桥梁钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其是一种TMCP+回火型550Mpa级别耐腐蚀桥梁钢钢板及其生产方法。

背景技术

桥梁用钢主要用于钢箱梁及大跨度桥梁钢结构，其受力复杂，要求具有安全可靠性好、使用寿命长、防腐性能好，并能够抵御频繁震动破坏等特点。随着桥梁钢结构的快速发展，跨海钢桥建设越来越多，对桥梁钢的研发提出了高强度、高耐候性、良好的焊接性、低温韧性好、抗层状撕裂性能优良等严格的要求。

我国耐候桥梁钢的发展较慢，目前桥梁钢还停留在传统的低合金高强度钢水平上，如16Mnq、15MnVq、15MnVNq和14MnNbq等，这些钢种都存在一些无法克服的弱点，如板厚效应严重、焊接性能不好、强度偏低，并且都不具备良好的耐候性能。高强度耐候桥梁钢作为高性能钢的一个分支，近年来成为国际钢铁材料研究的热点，如美国ASTM709中的HPS-70W钢、HPS-100W钢和日本的SMA570W系列钢等。

舞钢公司根据国外高性能桥梁钢的发展概念，在国内率先开展了耐蚀性能较高的高强度桥梁用钢的研究。舞钢高强度桥梁钢具有低成本、高性能、对环境友好等特点，代表了今后我国桥梁钢的发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、高性能的TMCP+回火型550Mpa级别耐腐蚀桥梁钢及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其由下述重量百分含量的化学成分组成：C：0.05～0.10%，Si：0.05～0.20%，Mn：0.95～1.65%，P≤0.030%，S≤0.005%，Cu≤0.80%，V：0.040～0.10%，Nb：0.020～0.040%，Al：0.020～0.050%，W：0.10～0.50%，Sn≤0.005%、Cev≤0.53%，余量为Fe及不可避免的杂质，其中Cev=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15。

本发明所述桥梁钢组织为铁素体和回火贝氏体。

本发明所述桥梁钢厚度8-60mm。

本发明TMCP+回火型550Mpa级别耐腐蚀桥梁钢的生产方法，包括转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、加热、轧制、缓冷、热处理，所述轧制工序：采用Ⅱ型控轧工艺；第一阶段轧制温度为950～1100℃，此阶段道次压下量为10～25%，轧制后使用超快冷设备进行强水冷，使得钢板温度降到700～750℃；第二阶段的开轧温度≤720℃，终轧温度≤600℃，累计压下率≥30%；轧后钢板快速冷却，返红温度250～350℃。

本发明所述热处理工序：加热温度350～450℃，总加热时间90～120min；回火后，钢板经过空冷处理。

本发明所述加热工序：最高加热温度≤1230℃，加热速度1.2～3.5min/mm，均热段温度1200～1230℃，均热段加热时间90～200min。

本发明的桥梁用钢Q500qNHE采用C-Mn-Cu-V-W-Sn系微合金元素复合强化，具有良好的强韧性匹配和焊接性能。高强钢的发展是逐步降低碳含量的过程，碳含量的降低，一方面有利于提高钢的韧性，另一方面可显著地改善钢的焊接性能，本发明中碳含量在0.05～0.10%，适用需要更高韧性和焊接性能的受力复杂的大型钢结构件。本发明中适量的Cu能使钢板试样经长时间模焊处理后，析出强化钢板基体；从而避免钢板模焊后强度指标下降过快。本发明中V含量在0.04～0.10%，V经过控轧后，V的C、N化物析出，能强烈提高钢板得强度。

少量的W、Sn可以有效地提高钢板的耐候性能。

本发明方法采用C-Mn-Cu-V-W-Sn系微合金元素复合强化，经过合理的热处理工艺，获得良好的强韧性匹配，同时又不降低钢板的焊接性能。采用本发明方法进行生产实现了较低的碳当量和微合金含量的化学成分设计，严格控制铸坯加热、轧制及冷却参数，钢板经正火处理后，既获得了技术条件要求的各项力学性能指标又降低了生产成本，同时得到了更细小的组织结构和更佳的焊接性能。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在成分设计上采用采取C-Mn-Cu-V-W-Sn的设计思路，高碳、微合金含量较低，且成本低廉；强韧匹配，屈服强度在600MPa以上，抗拉强度在760～890MPa左右，屈强比≤0.85，且钢板同板差较小；-40℃纵、横向冲击功大于90焦耳，低温韧性良好，生产成本较低。

附图说明

图1是本发明钢板100微米组织照片；

图2是本发明钢板20微米组织照片。

具体实施方式