[发明专利]一种低成本高强高韧桥梁钢及其制备方法

说明书

本发明提供一种低成本高强高韧桥梁钢及其制备方法，主要用于桥梁结构件制造领域。钢的化学成分重量百分比为：C：0.10％～0.13％，Si：0.10％～0.30％，Mn：1.30％～1.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al：0.015％～0.045％，Nb：≤0.035％，V：≤0.04％，Ti：0.010％～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。其生产工艺流程为：铁水预处理→BOF炼钢→LF精炼→RH真空处理→连铸→缓冷→铸坯检验、清理、判定→加热→除鳞→轧制→水冷→探伤→喷印标识→切割取样→入库。生产成本低，具有优良的低温冲击韧性，钢板焊接性能优良，可简化焊接工艺。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本高强高韧桥梁钢及其制备方法，主要应用于钢箱梁及大跨度桥梁钢结构制造领域。

背景技术

随着大型钢结构桥梁向全焊接结构和高参数方向发展，对桥梁结构的安全可靠性要求越来越严格。这不仅对设计者提出了更高的要求，而且要求钢板质量要有更高的水准，即不仅具有高强度以满足结构轻量化要求，而且还应具有高强度、优良的低温韧性和焊接性，以满足钢结构的安全可靠、长寿等要求。

公开号CN108330399A的发明专利公开了一种低合金高性能桥梁及其生产方法，其成品钢板厚度为12～60mm，C含量低0.04％～0.09％，当厚度为35＜厚度≤60mm时，Mo：0.10％～0.20％，添加了昂贵的微合金元素。

公开号CN106811704A的发明专利公开了屈服强度500MPa级低屈强比桥梁钢及其制造方法，其中C0.05％～0.10％，并添加了Cr、Ni、Cu、Mo元素，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可焊接性好、具有优良的低温冲击韧性、生产工艺简单的低成本高强高韧桥梁钢及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：低成本高强高韧桥梁钢，其成分及重量百分比含量为：C：0.10％～0.13％，Si：0.10％～0.35％，Mn：1.30％～1.60％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al：0.015％～0.045％，Nb：0.010％～0.035％，V≤0.04％，Ti：0.010％～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。

具体的，所述桥梁钢屈服强度＞500MPa，抗拉强度＞630MPa，断后伸长率＞20％，-40℃Kv2＞200J，屈强比≤0.85。产品组织细小均匀，主要为针状/多边形铁素体+粒状贝氏体+极少量珠光体。

具体的，所述桥梁钢厚度为14mm～60mm，当14mm≤厚度≤30mm，不添加V；当30＜厚度≤60mm，V：0.015％～0.040％。

化学成分是影响产品综合性能的重要因素之一，对本发明的化学成分进行了限制，说明如下。

C：碳是影响钢材性能的主要因素之一，通过固溶强化提升强度；碳含量增加，能显著降低奥氏体临界冷却速度，增强钢的淬透性，但也显著降低钢的塑性、低温韧性和焊接性能；为保障钢板低温韧性，具有良好的焊接性能，同时防止综合性能变差，本发明碳含量控制在0.10～0.13％。

Si：硅是炼钢过程有效的脱氧和放热元素之一，有一定的固溶强化作用，但硅含量过高会降低钢的表面质量、焊接性能和低温韧性，本发明硅含量控制在0.10％～0.40％。

Mn：锰可以细化晶粒，有效提高钢材强度和低温韧性，过高容易造成铸坯偏析，形成轧后带状组织，降低抗层状撕裂性能，本发明锰含量控制在1.20％～1.80％。

P：磷是一种易偏析元素，增加钢的冷脆性，恶化焊接性能，应严格控制钢中的磷含量。

S：硫使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，应严格控制钢中的硫含量。