专利名称：高韧性高耐候性桥梁钢及其板卷轧制方法
技术领域：
本发明属于低合金高强结构钢领域，尤其涉及高韧性高耐候性桥梁钢及其板卷 轧制方法。
背景技术：
我国传统的低合金桥梁钢如16Mnq、15MnVq、15MnVNq和14MnNbq等都不
具备良好的耐候性能。关于耐候桥梁钢的开发，舞阳钢铁公司生产了 A709M-HPS485W 钢，采用Cr、Ni、Mo、Cu微合金化并采用控制轧制得到高强度和耐候性；武钢开发了 420MPa耐腐蚀桥梁钢WNQ570，主要采用低碳(《0.06) Cr、Ni、Mo、Cu、Nb微合金 化和采用热机械控制轧制技术+驰豫-析出控制技术生产，此外，武钢还开发了一种高 强度耐候桥梁钢(针状组织高强度耐候钢及其生产方法200410061112)，采用极低碳、 Cu-Cr-Ni-Mo-Nb微合金化及Ti_Al_Zr中的两种或两种以上复合添加，碳含量控制在 0.0218%,以减少或抑制渗碳体的析出，主控组织为均勻的贝氏体组织，以得到优良的 耐候性能，宝钢开发了高耐蚀高强度耐候钢及其制造方法(200710045329)采用低碳、低 锰(0.01 0.05% )、Cr、Ni、Cu微合金化方法，但其Cr含量4.5 5.5%保证钢的高耐 蚀性。以上耐候钢虽然耐蚀性高，但其使用Mo、Cr等贵金属多，成本高，同时，大量 合金元素的添加，使耐候钢韧性降低，尤其是低温韧性较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高韧性高耐候性桥梁钢及其板卷轧制方 法。采用本发明可以降低合金元素的使用，降低成本，同时，在保证耐蚀性的同时，能 显著提高韧性。为解决上述技术问题，本发明提供了一种高韧性高耐候性桥梁钢，其特征在 于，其化学成分重量百分比为C 0.015 0.055%、Si 0.20 0.35%、Mn 0.50-0.80%、 P<0.018 %、S<0.005 %、Nb 0.050—0.080 %、Ti 0.010—0.020 %，Al 0.015 0.040 %， Ni 0.25 0.40%、Cu 0.25 ~ 0.40%,稀土加入量为0.045 0.08% ；其余为Fe和杂质元素。本发明还提供高韧性高耐候性桥梁钢的板卷轧制方法，包括加热、粗轧、精 轧、卷曲、轧后冷却工序，其特征在于，加热温度1220 1240°C;粗轧开轧温度1150 11800C ；精轧开轧温度1030 1070°C，精轧终了温度850 890°C，在粗轧和精轧之间 进行多道次变形，单道次变形量15 25%，累积压下量50 65%;轧后快速冷却，冷 却速度16 25°C/s，卷曲温度560-580°C。下面具体说明本发明技术方案的内容本发明中主要通过Nb微合金化和稀土元素的加入，提高钢的强度和耐腐蚀作 用，C是强化钢板的有效元素，但是随着含C量的增加，缺口韧性降低，且容易造成钢种 S、P偏析，影响钢的耐蚀性能，因此本发明采用低碳，C含量在0.015 0.055%。Mn是强化钢板的有效元素，但其易与S结合形成MnS夹杂，降低钢的耐蚀性，应尽可能降 低其含量，综合考虑Mn的作用，其含量控制在0.50-0.80%。Nb推迟奥氏体再结晶温 度，与控轧控冷工艺相结合，起到沉淀强化和细化晶粒作用，为弥补C和Mn降低带来 的强度损失，应提高其含量在0.050-0.080%。Ti形成的高熔点TiN能够细化铸态组织， 同时抑制HAZ晶粒粗化，对钢的沉淀强化和改善焊接性能有优良作用。稀土元素含量低 于0.04%以下能够使钢中硫化物球化，降低钢的点蚀敏感性，抑制钢的蚀孔扩展，提高 钢的耐蚀性；含量高于0.045%时，稀土除能够使钢中硫化物球化提高耐蚀性外，还能够 消除晶界偏析，净化晶界，从而提高钢的组织性能均勻性，提高钢的强度和韧性同时改 善耐蚀性，但其含量大于0.08%时，其作用提高不明显，故其含量控制在0.045-0.08%。 Cu、Ni复合加入对提高耐腐蚀性、改善钢的强韧性都有作用，降低S含量，防止轧板的 分层及分离的产生，特别是对防止层状撕裂非常有效。本发明获得上述优良性能钢板的制造方法，包括以下步骤将坯料在粗轧到精轧之间进行多道次变形，单道次变形量15 25%，累积压下 量50 65%。轧制后，进行适当控制冷却，以15 20°C /S速度冷却到580°C -560V,之后
任意冷却至室温。本发明具有如下特点1、多边形铁素体与弥散分布的少量粒状贝氏体，是本发明所提供钢板的组织特 征，表现对应的高强韧性、与良好的耐腐蚀性；2、采用少量合金元素Si、Mn、Nb、Ti以及稀土元素，利于降低制造成本；3、轧制过程稍做控制，易操作，保证产品性能稳定。本发明通过添加较高含量的Nb和稀土，减低碳和锰的含量，明显提高了钢的 韧性和耐蚀性，同时减少了钼等贵重合金元素的添加量，降低了生产成本。本发明只需 按以上成分控制，在具有通用炼钢精练设备即可实现，并能在具有控冷能力的通用轧钢 生产设备上生产出具有韧性高耐候性桥梁钢。采用本发明生产的桥梁板延伸率A达到 27.5-31%, Akv (-600C ) 320-385J,周期浸润试验 72 小时相对腐蚀率 37.49-35.14%，144 小时相对腐蚀率42.8-46.71 %。
具体实施例方式根据本发明钢的化学成分范围，经300吨转炉冶炼，经过钢包吹氩、LF炉精炼 和连铸，结晶器喂入混合稀土丝，所述的稀土丝中铈含量45-100%。轧制工序，连铸坯 经再加热至1220-1240°C后，进入两机架Rl和R2粗轧，再经7机架2250连轧机组生产 线进行控轧，轧后采用层流冷却工艺，热轧厚度规格IOmm和16mm。本发明桥梁钢化学成分见表1，轧制工艺制度见表2，机械性能见表3，周期浸 润试验结果见表4，对比用钢成分见表5。表1高韧性高耐候性桥梁钢的化学成分(％ )
权利要求
1.一种高韧性高耐候性桥梁钢，其特征在于，其化学成分重量百分比为C 0.015 0.055 Si 0.20 0.35 Mn 0.50-0.80 P≤0.018 S≤0.005 Nb 0.050-0.080 %、Ti0.010-0.020 %，Al 0.015 0.040 %，Ni 0.25 0.40 %、Cu 0.25 0.40%,稀土加入量为0.045 0.08% ；其余为Fe和杂质元素。
2.如权利要求1所述高韧性高耐候性桥梁钢，其特征在于，其化学成分重量百分比 为C 0.025 0.045%、 Si 0.25 0.32%、 Mn 0.55—0.70%、 P≤0.018%, S≤0.005%, Nb 0.055-0.070%, Ti 0.012-0.015%, Al 0.020 0.038%，Ni 0.30 0.38%、Cu 0.30 0.38%,稀土加入量为0.052 0.075% ；其余为Fe和杂质元素。
3.—种如权利要求1所述高韧性高耐候性桥梁钢的板卷轧制方法，包括加热、粗 车U精轧、卷曲、轧后冷却工序，其特征在于，加热温度1220 1240°C ；粗轧开轧温度 1150 1180°C;精轧开轧温度1030 1070°C，精轧终了温度850 890°C，在粗轧和精 轧之间进行多道次变形，单道次变形量15 25%，累积压下量50 65%;轧后快速冷 却，冷却速度16 25°C /s，卷曲温度560-580°C。
全文摘要
本发明公开了高韧性高耐候性桥梁钢，化学成分重量百分比为C 0.015～0.055％、Si0.20～0.35％、Mn 0.50-0.80％、P≤0.018％、S≤0.005％、Nb 0.050-0.080％、Ti 0.010-0.020％，Al 0.015～0.040％，Ni 0.25～0.40％、Cu 0.25～0.40％，稀土加入量为0.045～0.08％；其余为Fe和杂质元素。其板卷轧制方法为加热温度1220～1240℃；粗轧开轧温度1150～1180℃；精轧开轧温度1030～1070℃，精轧终了温度850～890℃，轧后快速冷却，冷却速度16～25℃/s，卷曲温度560-580℃。
文档编号C22C38/16GK102021478SQ20101060620
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者蒲玉梅, 谢世红 申请人:马鞍山钢铁股份有限公司