本发明属于钢铁冶金和热连轧板带生产技术领域，具体涉及含钛厚规格耐候钢及其生产方法。
背景技术：
耐候钢，又名耐大气腐蚀钢，现广泛应用在建筑、车辆、集装箱、桥梁等领域，是一类在大气中具有良好耐腐蚀性能的低合金钢，其c含量少于0.2wt.％，cu，cr，ni，p，si，mn等作为主要合金元素且总含量少于3-5wt.％。通过国内外大量的研究，现在普遍认为经过长时间地暴露于大气中，耐候钢表面将生成一层致密且附着性良好的氧化产物使钢基体与外界腐蚀性物质隔绝，从而显著提高耐候钢的耐腐蚀性能。
中国专利申请201510801812.0公开了一种含钛高铬耐候钢及其制备方法，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：c≤0.07％，si≤0.50％，mn≤1.5％，p≤0.02％，s≤0.010％，cu：0.20～0.55％，cr：3.00～5.50％，ni：0.10～0.65％，ti：0.04～0.10％，余量为fe及不可避免的杂质。该专利中cr含量高，虽然提高的钢的耐候性能，但高含量的cr不但极大地提高冶炼成本和难度，而且对钢材的成型性能会产生不利的影响。
中国专利申请201611182590.x公开了一种含钛低镍高强耐候钢及其生产方法，其化学成分按重量百分比为c：0.07～0.12％，si≤0.45％，mn≤0.7％，p：0.06～0.15％，s≤0.012％，cu：0.25～0.45％，cr：0.35～0.65％，ni≤0.15％，ti：0.04～0.08％，als：0.010～0.050％，余量为fe和不可避免的杂质。该专利中p含量高，易形成严重偏析，显著降低钢的低温韧性，即造成冷脆尤其对于厚规格钢的危害更大；另外，p含量高对于钢的焊接性能也有不利影响，会增加焊裂的敏感性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、韧性好、性能优异的含钛厚规格耐候钢。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种含钛厚规格耐候钢，该含钛厚规格耐候钢的化学成分重量百分比为：c：0.05～0.08％，si：0.25～0.35％，mn：1.30～1.45％，p≤0.018％，s≤0.007％，cu：0.20～0.30％，cr：0.32～0.42％，ni：0.12～0.20％，nb：0.030～0.045％，ti≤0.020％，als：0.015～0.050％，余量为fe及不可避免的杂质。
进一步的，上述含钛厚规格耐候钢中钛的重量百分比为0.008％≤ti≤0.020％。
进一步的，上述含钛厚规格耐候钢的厚度≥12mm。
其中，上述含钛厚规格耐候钢，其屈服强度≥450mpa，抗拉强度≥550mpa，延伸率≥20％，180°冷弯试验d＝2a，-40℃低温冲击性能≥60j，相对腐蚀率(相对q345b)≤55％。
本发明还提供了上述含钛厚规格耐候钢的生产方法，该方法包括以下步骤：铁水脱硫→转炉冶炼→lf精炼→板坯连铸→热轧→层流冷却→卷取→包装入库。
其中，上述含钛厚规格耐候钢的生产方法中，粗轧进行5道次轧制，精轧开轧温度≤1000℃，终轧温度为820～880℃；卷取温度为560～640℃。
优选的，上述含钛厚规格耐候钢的生产方法中，粗轧进行5道次轧制，每道次变形量≥20％，轧线全长全数除鳞，精轧开轧温度为≤960℃，终轧温度为840～880℃；卷取温度为600～640℃。
其中，上述含钛厚规格耐候钢的生产方法中，所述层流冷却为双段层流冷却，间隔时间为6～10s。
本发明的有益效果：
本发明创造性地对厚规格耐候钢的化学成分进行了革新，添加一定量钛元素，细化晶粒，显著提高了厚规格耐候钢的力学性能和低温冲击韧性，并通过一定的控轧控冷工艺，实现了12mm以上厚度耐候钢轧制，其生产成本低、综合性能优良。
具体实施方式
本发明所提供的一种含钛厚规格耐候钢，其化学成分重量百分比为：c：0.05～0.08％，si：0.25～0.35％，mn：1.30～1.45％，p≤0.018％，s≤0.007％，cu：0.20～0.30％，cr：0.32～0.42％，ni：0.12～0.20％，nb：0.030～0.045％，ti≤0.020％，als：0.015～0.050％，余量为fe及不可避免的杂质。
在厚度≥12mm的厚规格耐候钢热轧过程中，受铸坯厚度所限，钢坯压缩较小，使变形量较小，从而导致组织细化困难；另外在层流冷却过程中，厚规格钢卷边心部冷速差异较大，导致钢卷厚度方向的组织均匀性较差。最终，大晶粒和较差的组织均匀性将导致厚规格耐候钢的力学性能低、低温冲击韧性差。因此，本发明所述厚规格耐候钢中添加了一定量钛元素，以起到细化晶粒的作用，微合金元素钛的作用具体如下：
1、在铸坯凝固阶段析出的小尺寸tin，可以钉扎晶界，从而在均热阶段有效抑制奥氏体晶粒长大；
2、轧制阶段，固溶ti多偏聚在位错及晶界处，从而抑制其迁移，而形变诱导析出的细小tic粒子也会钉扎位错及晶界，从而使再结晶受阻，使得奥氏体晶粒在继续形变过程中扁平化，同时显著增加位错密度，最终使相变后的铁素体晶粒细化；
3、通过固溶强化、细晶强化、析出强化等多种强化方式叠加提高产品强度；
4、连铸阶段形成的液析tin尺寸较大，既不能阻止奥氏体晶粒长大，也不能起到沉淀强化效果，反而会占用部分ti和c从而降低ti的细化晶粒和沉淀强化效果，而对于一定量的n，存在一个临界的ti含量，高于此值，液析tin即会产生，因此钢中添加的ti含量不可过高。
优选的，钛的重量百分比为0.008≤ti≤0.020％。
c是钢中有效的强化元素，可以溶入基体中起到固溶强化的作用，且能够形成细小的碳化物析出粒子，起到析出强化的作用，提高碳含量，对提高强度有利，但是过高的碳含量会在钢中形成较多粗大脆性的碳化物颗粒，对塑性和韧性不利，碳含量过高还会在钢板中心偏析带，对弯曲性能成型性不利，同时过高的碳含量增加焊接碳当量，不利于焊接加工，因此本发明设计c：0.05～0.08％。
si在钢中具有较高的固溶度，有利于细化锈层组织，降低钢整体的腐蚀速率，提高韧度，但含量过高可导致焊接性能下降，本发明设计si：0.25～0.35％。
mn具有较强的固溶强化作用，能显著降低钢的相变温度，细化钢的显微组织，是重要的强韧化元素，但mn含量过多使淬透性增大，从而导致可焊性和焊接热影响区韧性恶化，本发明设计mn：1.30～1.45％。
p能有效提高钢的耐大气腐蚀性能，当p与cu联合加入钢中时，可显示出更好的复合效应，但p含量过高会显著降低钢的塑性及低温韧性，本发明设计p≤0.018％。
s会形成硫化物夹杂，腐蚀过程中易形成孔蚀扩展，对腐蚀性能有不利影响，因此本发明设计s≤0.007％。
cu加入有利于在钢的表面形成致密的、粘附性好的非晶态氧化物(烃基氧化物)保护层，是腐蚀介质很难穿越，从而阻止了钢铁表面与非晶态保护层之间的界面区域腐蚀的发生，时间越长保护层越致密，耐蚀作用越明显。另外，cu还可以抵消钢中s的有害作用，cu与s生成难溶的硫化物，从而抵消s对钢耐蚀性的有害作用。本发明cu含量的最佳范围为0.20～0.30％。
cr对改善钢的钝化能力具有显著效果，可促使钢表面进行致密的钝化膜或保护性锈层，其在锈层内的富集能有效提高锈层对腐蚀性介质的选择性透过特性，本发明设计cr：0.32～0.42％。
ni能显著改善钢材的低温韧性，同时可有效阻止cu的热脆，但ni为贵重金属元素，且过高的ni会增大氧化皮的粘附性，压入钢中会在表面形成热轧缺陷。因此本发明设计ni：0.12～0.20％。
nb能钉扎奥氏体晶界从而阻止晶粒长大，最终细化晶粒，但其含量高于0.55％会直接影响耐候钢的焊接性能。因此本发明设计nb：0.030～0.045％。
上述含钛厚规格耐候钢的厚度≥12mm，优选12～20mm。
上述含钛厚规格耐候钢，其屈服强度≥450mpa，抗拉强度≥550mpa，延伸率≥20％，180°冷弯试验d＝2a(d为弯心直径，a为试样厚度)，-40℃低温冲击性能≥60j，相对腐蚀率(相对q345b)≤55％。
上述含钛厚规格耐候钢的生产方法，包括以下步骤：铁水脱硫→转炉冶炼→lf精炼→板坯连铸→热轧→层流冷却→卷取→包装入库。
其中，热轧工序中，粗轧需要达到足够的变形量以保证奥氏体再结晶，细化奥氏体晶粒，防止出现混晶组织；粗轧全长全线除鳞以充分去除氧化铁皮，避免氧化铁皮压入造成的表面质量问题；若精轧开轧温度太高，则精轧过程冷却速度太快，易出现异常组织从而影响成品性能；若终轧温度太低，则与开轧温度相差太大，使精轧过程冷速过快，产品综合性能差，若终轧温度太高，则在层流冷却过程的冷速太大，使组织不均匀或出现贝氏体等不希望得到的组织从而导致成品综合性能变差。
其中，卷取工艺中，卷取温度太低，则在层流冷却过程的冷速太大，卷取温度太高，使晶粒粗大从而导致成品综合性能变差。
优选的，粗轧进行5道次轧制，精轧开轧温度≤1000℃，终轧温度为820～880℃；卷取温度为560～640℃。
更优选的，粗轧进行5道次轧制，每道次变形量≥20％，轧线全长全数除鳞，精轧开轧温度为≤960℃，终轧温度为840～880℃；卷取温度为600～640℃。
冷却工序中，采用双段层流冷却，间隔时间为6～10s，可以有效避免厚规格钢在冷却过程中的返红现象，使边心部冷却速度更均匀，从而有利于保证厚规格耐候钢在厚度方向上的组织均匀性。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
含钛厚规格耐候钢的制备：铁水脱硫→转炉冶炼→lf精炼→板坯连铸→热轧→层流冷却→卷取→包装入库。其中，热轧工序中粗轧进行5道次轧制，每道次变形量≥20％，轧线全长全数除鳞；采用双段层流冷却，间隔时间为6～10s。具体热轧和卷取温度控制情况如表1所示。
表1实施例1热轧和卷取温度控制情况
所得耐候钢化学成分重量百分比：c：0.07％，si：0.32％，mn：1.38％，p：0.012％，s：0.002％，cu：0.24％，cr：0.36％，ni：0.14％，nb：0.036％，ti：0.016％，als：0.034％，余量为fe及不可避免的杂质。其综合性能如表2所示。
表2实施例1耐候钢综合性能
实施例2
含钛厚规格耐候钢的制备：铁水脱硫→转炉冶炼→lf精炼→板坯连铸→热轧→层流冷却→卷取→包装入库。其中，热轧工序中粗轧进行5道次轧制，每道次变形量≥20％，轧线全长全数除鳞；采用双段层流冷却，间隔时间为6～10s。具体热轧和卷取温度控制情况如表3所示。
表3实施例2热轧和卷取温度控制情况
所得耐候钢化学成分重量百分比：c：0.06％，si：0.33％，mn：1.38％，p：0.013％，s：0.002％，cu：0.23％，cr：0.38％，ni：0.14％，nb：0.038％，ti：0.015％，als：0.032％，余量为fe及不可避免的杂质。其综合性能如表4所示。
表4实施例2耐候钢综合性能
由实施例1、2可知，本发明厚规格耐候钢性能优异，能够通过常规热连轧机组、采用控轧控冷工艺，采用常规生产线生产12mm以上的厚度含钛厚规格耐候钢，显著降低了生产成本，具有很好的应用前景。