[发明专利]一种高速公路护栏用钢带及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高速公路护栏用钢带及其制造方法，属于微合金钢生产技术领域，按质量百分比计，组分为C：0.09～0.16％，Si：0.15～0.50％，Mn：1.15～1.70％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Alt：0.020～0.050％，Nb：0.018～0.050％，Ti：0.015～0.040％，CEV≤0.45％。本发明所得钢带显微组织为铁素体+珠光体，屈服强度≥450MPa，抗拉强度达到520～680MPa，断后伸长率≥27％，‑20℃冲击功≥20J(试样尺寸55×10×2.5mm)。最终成品性能满足高寒地区高速公路护栏对强韧性、弯曲、耐低温性能的实际要求，拉伸性能可与TRIP钢相当，使用寿命可达10～25年，是传统高速护栏Q235B结构钢的2倍以上。本发明生产工艺简单，具备较强的使用推广价值。

技术领域

本发明涉及一种微合金钢领域，具体涉及一种高速公路护栏用钢带及其制造方法。

背景技术

随着我国经济及战略发展的需求，高寒地区的高速公路建设尤为重要。由于高寒地区气候复杂恶劣，年平均气温低、季节温度变化剧烈、昼夜温降大、强风暴雨频发、紫外线辐射强等，恶劣的服役环境对高速公路防护栏钢带低温冲击韧性及韧脆转变温度提出了极高要求。同时，高速公路护栏作为重要的交通安全设施，要求当发生车辆对其碰撞时，不易被撞毁，对车辆及司乘人员起到安全防护作用，为达到长时间较好的防护效果，要求护栏用钢具有高强韧性及高使用寿命。

根据交通部行业标准JT/T281—2007《高速公路波形梁钢护栏》，标准护栏钢带尺寸为：厚度3mm，展开宽度48cm，单节长度400cm，由此计算单节护栏体积为5.76×10³cm³。现在公路服役护栏钢材多采用单节护栏的最大耗能为4.9×10⁵J的Q235B钢带，常见小型汽车，以桑塔纳3000为例，约重1248Kg，高速公路限速80～120km/h，当120km/h时速动能为6.93×10⁵J，单节钢带的安全性不足，考虑到高速公路飞驰的载重货车，甚至载重可达34吨的13米大型半挂车，即使是并行双排的护栏钢带也经不起高速冲撞。同时Q235B钢制护栏寿命多为5～10年，服役环境恶劣高寒地区传统钢带无法保证冲击韧性，寿命甚至更短，导致施工维护成本大幅度提高，如表1、表2所示。因此，高强韧、高寿命、性能稳定性好的护栏钢带亟需开发。

表1常见车辆整配情况下空载重量及时速动能

表2不同牌号钢带的力学性能及塑性耗能率

发明专利CN 112647018 B公开了“一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢及其制备方法”，该发明成分设计为：C≤0.12％；Si≤0.65％；Mn≤1.20％；P：0.07～0.12％；S≤0.030％；Cu：0.20～0.55％；Cr：0.30～1.25％；Ni：0.12～0.65％；Nb≤0.03％；Al≤0.05％，该发明在保证公路护栏钢基体强度的同时，具备一定的耐候性，但成分设计上，该发明合金成分高、种类多，冶炼成本较高；应用推广上，该发明在真空感应炉中冶炼，浇铸成铸锭，与实际工业批量生产有一定出入，大范围工业推广尚需验证。

发明专利CN 110777290 B公开了“一种公路护栏用800MPa级高强度耐候钢的生产方法”，该发明成分设计为：0.035％≤C≤0.045％、0.30％≤Si≤0.50％、1.0％≤Mn≤1.3％、P≤0.020％、S≤0.003％、Als≤0.050％、0.30％≤Cr≤1.25％,0.12％≤Ni≤0.30％,0.20％≤Cu≤0.55％,0.080％≤Ti≤0.150％、N≤0.0060％、0.0010％≤Ca≤0.0020％，该发明通过冶炼及轧制工艺控制，材料具有高强度、高韧塑性、高耐蚀性、可加工性等优良性能，满足公路护栏用钢的要求。但成分设计上，该发明采用高C、高Mn、高Cr设计，心部偏析控制难度大；同时，合金成分高、种类多，冶炼成本较高，超低硫冶炼，铁水质量要求高，难度大。

发明内容