[发明专利]一种薄规格低屈强比高强度桥梁钢及其生产方法

说明书

本申请公开了一种薄规格低屈强比高强度桥梁钢及其生产方法。该钢板采用增加Mn、Cr元素，降低Nb、Ti元素的成分设计，化学成分按质量百分比为：C：0.06～0.08％、Si：0.15～0.25％、P≤0.015％、S≤0.008％、Ni：0.2～0.4％、Mo：0.1～0.2％、Al：0.01～0.045％、Mn+Cr：1.90～2.20％、Nb+Ti：0.035～0.05％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。本发明采用高温精轧以及轧后变速冷却的轧制冷却工艺，获得铁素体+贝氏体双向组织，钢板的屈服强度为520～570MPa，抗拉强度为670～760MPa，屈强比为0.69～0.79，实现了厚度8～16mm，500～550MPa级桥梁钢强度和屈强比的良好平衡。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种薄规格低屈强比高强度桥梁钢及其生产方法。

背景技术

随着大跨度桥梁的发展和建设。近年来，高强度等级的Q500qE桥梁钢得到了成功的应用。在Q500qE钢的生产中，难点之一是控制屈强比。235～355MPa级产品组织以铁素体+珠光体为主，通过控制晶粒尺寸，达到合适的屈强比和韧性匹配，屈强比一般比较低，容易控制；420～550MPa级产品通过控制轧制和冷却工艺，获得低碳贝氏体组织，在保证强度、塑性、韧性的同时，屈强比有较大幅度提升，控制较低屈强比难度较大。尤其针对薄规格(如20mm以下)钢板，由于轧制过程中的变形量大、降温快、轧后冷却快速等因素，造成屈强比容易偏高，控制难度更大。屈强比是衡量钢的加工硬化能力的一个重要参数，能够反映出屈服强度和抗拉强度的接近程度。高屈强比钢发生屈服后很快就会发生断裂，而低屈强比钢在发生屈服后会出现较大的应变强化，达到更高的抗拉强度才会断裂，因此桥梁设计期望选取低屈强比(＜0.86)桥梁钢用于大跨度桥梁的主体，以提高桥梁结构的安全性。

专利CN101676427A公开了一种高强度低屈强比钢板，其钢板组织为细小的贝氏体和马氏体，其强度达1200MPa，钢板厚度在40mm左右，该钢板组织对薄规格高强钢屈强比不利。专利CN102719753A公开了一种低屈强比高强度钢板及其制造方法，该发明是通过热处理工序，钢板在760～840℃范围内进行两相区正火获得铁素体+马氏体/贝氏体复相组织，热处理增加了生产成本。专利CN103352167A公开了一种低屈强比高强度桥梁用钢及其制造方法，其钢板通过控轧控冷工艺及优化回火热处理生产，且实施例中钢板厚度≥20mm。专利CN103981452A公开了一种经济型空冷双相低屈强比钢板及其生产工艺，其发明采用低温轧制工艺，轧后空冷得到铁素体+马氏体双相组织，制得的钢板成品厚度≥15mm，屈服强度R_p0.2≤440MPa，涉及的钢板强度较低。专利CN106811704A公开了一种屈服强度500MPa级低屈强比桥梁钢及其制造方法，该发明采用三阶段控轧，第三段终轧温度700～830℃，轧后加速冷却，开冷温度650～770℃，钢板加速冷却终止温度为200～550℃，之后空冷，该发明终轧温度较低，待温时间长，生产效率降低；其次，较低的终轧温度对薄规格钢板板形影响较大。专利CN107130191A公开了一种低屈强比空冷铁素体贝氏体双相钢板及其生产方法，该发明采用较低的终轧温度，减小精轧压下量和压下道次，以及轧后空冷的方法获得铁素体贝氏体双相钢板，首先较低的终轧温度下采用大压下量，对设备损耗较大，其次在实施例中500MPa级以上钢板采用的化学成分Mn 2.02％、Mo 0.37％、V 0.021％，合金成本较高，且冲击韧性较差。专利CN108624744A公开了一种Q500qE桥梁钢板及其生产方法，该发明是钢板在轧制结束后弛豫10～160秒，再进入层流冷却区域，此种冷却方法在热轧结束后存在一段高温区域待温过程，易引起晶粒回复长大，且生产效率低。专利CN108914007A公开一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法，该发明采用采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却方法，首先该方法同样存在高温区域待温过程，且实施例中钢板下屈服强度都低于450MPa。

发明内容