[发明专利]一种B-Nb-N微合金化高强度耐候钢厚板及制备方法

说明书

本发明提供一种B‑Nb‑N微合金化高强度耐候钢厚板及制备方法，属于金属材料技术领域。该耐候钢厚板化学成分重量百分比为：C0.02‑0.08％，Si 0.10‑0.25％，Mn 1.30‑1.60％，P<0.030％，S<0.020％，Cr 0.30％‑0.35％，Cu 0.45‑0.70％，Ni 0.30‑0.50％，Mo 0.10‑0.30％，Nb 0.04‑0.06％，B 0.002‑0.004％，并且N/Nb：1/10‑1/8，其余为Fe。按该成分配比，将铸坯轧制成厚钢板，再通过热处理，最终得到耐候钢厚板。该耐候钢厚板具有显微组织和力学性能均匀一致、高耐蚀性的优点，可广泛应用于建筑和桥梁工程。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别是指一种B-Nb-N微合金化高强度耐候钢厚板及制备方法。

背景技术

耐候钢是指通过在碳钢中添加少量有效合金元素Cr、Ni等，使其在大气中具有良好耐蚀性能的低合金高强钢。与普通碳素钢相比，耐候钢具有良好的抗大气腐蚀能力。这是因为合金元素起到了降低锈层的导电性能、阻碍腐蚀产物快速生长等作用。耐蚀特点表现为经长期使用后才呈现出显著的耐蚀效果。

耐候钢除具有良好的耐候性以外，还具有优良的焊接性能和力学性能等，因此被广泛应用于建筑、桥梁、车辆中。关于耐候钢的研究与开发最早起源于欧美国家，至今已成功应用的主要是Cu-Cr-P系、Cu-Cr-Ni-P系、P-RE系、P-Nb-RE系以及P-V系等。

近年来随着建筑、桥梁等领域对耐候钢厚板的要求日益提高，传统耐候钢板的规格和性能已经难以满足使用要求。从上世纪中期开始，桥梁用耐候钢的屈服强度已经从235MPa、345MPa级别向460MPa、500MPa、550MPa级别过渡。由于冶金装备和技术的进步，其中主要是微合金化和控轧控冷技术的应用，使冶金企业具备了生产高性能大规格耐候钢的能力。上世纪末和本世纪初，600MPa及以上高强度级别钢进入大规模开发和试用阶段。耐候钢除强度级别不断提高之外，其规格厚度也越来越大，需同时保持良好的耐蚀性、焊接加工性等，综合性能要求越来越高。目前50mm厚度及600MPa级强度以上高强度耐候钢面临的主要问题之一是，大厚度高强度钢板表面至心部组织性能差异较大，均一性较差，影响了大厚度高强度钢的高效应用，也存在较大的安全隐患。

钢的有效合金化是保证钢的高性能的基础，钢的合理制造加工工艺是高性能的条件保证。因此，高强度耐候钢厚板的合金元素及其含量的设计，是生产高性能耐候钢厚板最关键的技术。相对于厚度较小(<50mm)的高强度耐候钢板材，实现大厚度(≥50mm)高强度钢板表面至心部组织、性能的均一性，面临较多的技术难题，研究有效的合金化和轧制技术，是实现这一目标的可能途径。

本发明提供一种B-Nb-N微合金化高强度耐候钢厚板的成分设计方法。按照本发明制造的耐候钢厚板(≥50mm)，在相同厚度下，其微观组织、力学性能显著优于同等强度级别和厚度、未经B-Nb-N微合金化的其它耐候钢，耐蚀性能也显著优于其它典型耐候钢。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的耐候钢厚板表面到心部显微组织和力学性能均一性差的问题，提供一种B-Nb-N微合金化高强度耐候钢厚板及制备方法。

该耐候钢厚板的化学成分重量百分比为：C 0.02-0.08％，Si 0.10％-0.25％，Mn1.30％-1.60％，P<0.030％，S<0.020％，Cr 0.30％-0.35％，Cu 0.45％-0.70％，Ni0.30％-0.50％，Mo 0.10％-0.30％，Nb 0.04％-0.06％，B 0.0020％-0.0040％，并且N/Nb：1/10-1/8，其余为Fe。

按上述配比进行制备耐候钢厚板的方法，包括如下步骤：