[发明专利]一种500MPa级低屈强比耐候桥梁钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种500MPa级低屈强比耐候桥梁钢及其制造方法，由以下质量百分比的成分组成C：0.04～0.09％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.40～1.50％、P：0.009～0.015％、S：≤0.002％、Nb：0.020～0.050％、Ti：0.010～0.020％、V：0.010～0.030％、Cu：0.30～0.40％、Ni：0.30～0.45％、Cr：0.45～0.60％、Mo：0.08～0.15％、Alt：0.02～0.04％，余量的Fe及不可避免的杂质。通过科学的成分设计及相匹配的控轧控冷+回火的制造方法，使得该耐候桥梁钢兼具低屈强比、高低温韧性和高延展性的特点。

技术领域

本发明涉及一种耐候钢，具体涉及一种500MPa级低屈强比耐候桥梁钢及其制造方法。

背景技术

随着大型钢结构桥梁向大跨度、重载荷、全焊接结构方向发展，对桥梁结构的安全可靠性要求越来越严格。这对设计者提出了更高的要求，同时也对钢板质量提出了更高的标准，即不仅要求钢板具有高强度以满足结构轻量化要求，而且还应具有优良的塑性、低温韧性、焊接性、耐腐蚀性能等，以满足桥梁跨径更大，荷载更重的工况条件。因此高强高韧高塑高耐候桥梁钢的应用，可以降低桥梁结构自重，降低桥梁工程设计、制造、施工难度等，同时可以提高使用寿命。

但是，随着钢的强度提高，钢的屈强比一般也会升高，甚至可以达到0.93以上。由于屈强比很高，一旦构件发生过载，如在地震等条件下，将迅速达到钢种极限强度而导致事故的发生。因此，较高的屈强比，限制了高强度结构钢在桥梁工程上的应用。地震的频发和其造成的灾难性后果，引起了国外对桥梁抗震性的高度关注，并在一些结构设计规范中作了相关规定。低屈强比、高强、高韧、高塑、高耐候桥梁钢是桥梁建设的发展趋势。

公开号为CN101892431A的发明，公开了一种热轧态屈服强度500MPa级耐候桥梁钢及其制造方法，其Mo含量达到了0.15-0.35％，且需稀土处理，成本较高。申请号为CN201811494831.3的发明中介绍了一种Q550qENH及其生产方法，但其厚度规格为12～60mm，个别厚度规格钢板屈强比已达到0.87。公开号为CN103103458A的发明，公开了一种高强度耐候钢及其制备方法，但是其C含量0.01～0.05％，属于超低碳钢，冶炼难度较大，Mn含量1.5～2.0％，铸坯易产生中心偏析，且成品是薄规格的卷板，不能满足大厚度、宽规格现代桥梁结构建设的需求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种500MPa级低屈强比耐候桥梁钢，该耐候桥梁钢兼具低屈强比、高低温韧性和高延展性的特点。

本发明的另一目的是提供一种上述500MPa级低屈强比耐候桥梁钢的制造方法。

技术方案：本发明所述的一种500MPa级低屈强比耐候桥梁钢，由以下质量百分比的成分组成C：0.04～0.09％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.40～1.50％、P：0.009～0.015％、S：≤0.002％、Nb：0.020～0.050％、Ti：0.010～0.020％、V：0.010～0.030％、Cu：0.30～0.40％、Ni：0.30～0.45％、Cr：0.45～0.60％、Mo：0.08～0.15％、Alt：0.02～0.04％，余量的Fe及不可避免的杂质。

本发明成分配比的确定是通过改变某些元素的含量和加入可以强化并改善材料力学性能的合金元素来实现的，遵循多元少量的原则，采用控轧控冷+回火的方法，获得了厚度规格8～80mm且屈强比≤0.83的钢，其交货状态为TMCP+回火处理。

具体而言，本发明成分中钢中碳含量不宜过高，同时降低硫、气体杂质并控制耐蚀元素磷含量，确保钢质纯净并具有强韧性。本发明以回火贝氏体为主的组织类型实现了低屈强比和高低温韧性和高延伸性，各成分及含量的说明如下：