一种高强耐候桥梁钢及其制备方法与流程

本发明属于桥梁钢
技术领域：
，特别是具体涉及一种高强耐候桥梁钢及其制备方法。
背景技术：
：随着我国经济建设的高速发展，各种跨江、跨峡谷的大跨度桥梁应运而生，对桥梁钢的需求日益增多。随着大型钢结构桥梁向全焊接结构和长寿命方向发展，对桥梁结构的安全可靠性要求越来越严格。大气腐蚀是钢梁、桥面等桥梁钢结构失效的主要形式之一。在钢桥发生断裂的事故中，约有20％是因大气腐蚀引起的。众所周知，桥梁钢结构的腐蚀不仅给工程结构带来损害，也给管理部门增加了维护负担。目前防止钢桥腐蚀主要采取两种技术：一是钢桥涂层防腐技术。在钢桥上喷刷防腐涂料，适用于大型钢梁构件，是目前应用最为广泛的防护技术。采用这种方法一般需每5年维护一次，每隔15年重新涂装一次。防腐涂装费用占钢桥总费用的10％以上，耗资巨大；,二是发展耐候型桥梁钢，以替代普通桥梁钢钢桥涂层防腐技术。耐候钢，又称耐大气腐蚀钢，常用耐候钢一般需利用Cu、P、Cr、Ni等元素，通过形成稳定的表面锈层，阻止腐蚀,起耐候作用。具有优良的高强度、低温韧性、焊接性能和耐大气腐蚀性能。高强耐候桥梁钢不仅满足桥梁钢结构对安全可靠性的要求，而且可以节省涂装和维护成本、延长使用寿命、获得长期经济效益。耐候钢由于合金成本增加，材质的一次性投资高于同等级普通桥梁钢。但由于在工厂和现场减少了构件的表面处理和涂料，所以无论是近期还是远期的经济效益都将非常显著。因此，发展耐候桥梁钢具有广阔的前景。为保证桥梁钢的抗震性能，桥梁用钢在追求高强度、高韧性的同时，将屈强比作为一项重要的指标。钢的屈强比低,意味着钢结构具有高的硬化指数和高均匀伸长率。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。抗震、耐候桥梁钢是桥梁建设的发展趋势。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种高强耐候桥梁钢及其制备方法，制备出具有强度高、低温韧性优良、抗震性能好、焊接性能优良以及耐候性更佳的桥梁钢，能够满足大厚度、宽规格现代桥梁结构建设的需求。本发明的高强耐候桥梁钢，化学成分按质量百分比计为C0.04-0.10％，Si0.1-0.5％，Mn0.3-0.8％，P0.010-0.018％，S≤0.005％,，Ni0.9-1.3％，Cr0.9-1.3％，Nb≤0.05％，Als0.010-0.04％，余量Fe为及不可避免的杂质。本发明进一步限定的技术方案是按重量百分比化学成分为C0.04-0.06％，Si0.3-0.5％，Mn0.6-0.8％，P0.015-0.018％，S≤0.005％，Ni1.05-1.15％，Cr1.10-1.30％，Als0.02-0.04％，余量Fe为及不可避免的杂质。本发明进一步限定的技术方案是按重量百分比化学成分为C0.08-0.10％，Si0.3-0.5％，Mn0.6-0.8％，P0.015-0.018％，S≤0.005％，Ni1.20-1.30％，Cr0.9-1.00％，Nb0.03-0.05％，Als0.02-0.04％，余量Fe为及不可避免的杂质。一种生产抗震耐候桥梁钢的制造工艺，包括转炉或电炉冶炼工序、炉外精炼工序、连铸工序、加热炉加热工序以及中厚板轧机轧制工序。加热炉加热工序中，加热温度为1150-1220℃，连铸板坯随炉升温，每cm板厚加热时间为10-13min，以便使钢内部获得细小的原始奥氏体组织并且成分均匀。连铸坯出炉后，经高压水除磷，进入中厚板轧机轧制，采用奥氏体再结晶区粗轧轧制和奥氏体未再结晶区精轧轧制的二阶段轧制工艺。粗轧高温奥氏体再结晶区I型控轧，采用20-25％道次压下率，通过再结晶细化奥氏体晶粒。粗轧开轧温度1120～1170℃，粗轧结束温度1000～1050℃。精轧采用未再结晶区轧制，精轧开轧温度880-910℃，采用20-25％道次压下率，终轧温度800－840℃。热轧后采用水冷进行快速冷却，快速冷却到终冷温度520-550℃，随后堆垛缓冷到室温采用上述工艺生产的高强耐候桥梁钢，室温组织为贝氏体+少量铁素体，晶粒度12级。力学性能Rm≥750MPa，ReL≥500MPa，Agt≥10％，A≥22％，-60℃横向冲击功≥100J。本发明的优点在于，工艺简单，通过控轧控冷工艺获得细晶组织，具有屈强比低、强度高、韧性好，同时兼有良好的焊接性及耐候性能，具有高强度、高韧性、高耐候性和优异的焊接性能，可以满足大厚度、宽规格现代桥梁结构建设的需求。附图说明图1为板材表面金相组织贝氏体+铁素体图。图2为板材表面金相组织贝氏体+铁素体图。图3为板材中心金相组织贝氏体+铁素体图。图4为板材中心金相组织贝氏体+铁素体图。具体实施方式以下结合本发明的较佳实施例对本发明的技术方案作更详细的描述。本发明的桥梁钢的化学成分按质量百分比计为C0.05-0.15％，Si≤0.1％，Mn≤0.1％,P0.015-0.03％,S≤0.005％,Ni1.3-1.7％,Cr0.9-1.2％,余量Fe为及不可避免的杂质。各实施例的桥梁钢及所选对比例的具体化学成分见表1。表1、高强耐候桥梁钢化学成分编号CSiMnPSNiCrNbAlSCE(IIW)Ceq(JIS)A0.100.400.700.0150.0051.01.10-0.030.5030.478B0.060.400.700.0150.0051.01.100.040.030.4630.438将上述的两种坯料利用本发明所设计的轧制方法进行制备，具体的工艺参数设置如表2所示。表2、高强耐候桥梁钢热轧工艺参数抗震耐候桥梁钢板横向拉伸性能、-60℃横向冲击功在表3中列出。板材表面金相组织见图1、板材中心金相组织见图2。表3、高强耐候桥梁钢横向力学性能编号Rm/MPaReL/MPaAgt/％A5.65/％屈强比-60℃冲击功/JA78553010.522.50.68125B76058010.522.50.76120当前第1页1 2 3