1.本发明属于钢铁生产技术领域，特别是涉及一种均匀粒状贝氏体组织的耐候桥梁钢材料的制造方法，适用于钢结构桥梁建设用耐候桥梁钢的生产制造，也适用于其他同等合金化程度级别低合金高强度钢的制造。
技术背景
2.耐候桥梁钢属《桥梁用结构钢》(gb/t714
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2015)标准产品，主要是通过添加少量诸如cu、p、cr、ni、mn、al、v、ti、nb等合金元素中的一种或多种组合的，使其耐大气腐蚀性能获得明显改善的一类低合金钢。p含量在0.04
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0.15%和小于0.04%的耐候钢分别称高耐候性钢和焊接结构用耐候钢。据报道，耐候钢的耐大气腐蚀性能为普通碳素结构钢的2
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8倍，使用时间愈长其耐候作用愈突出，涂装性可提高1.5
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10倍。经有关部门测算同规格钢结构桥，耐候桥梁钢结构钢桥全寿命周期的成本是普通钢结构桥的1/3
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1/2，这种计算并未考虑普通桥梁钢换装对环境的污染成本。
3.与先进工业国家相比，我国研制开发耐候钢的时间较晚。美国1933年就开发了cu
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cr
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p系的corten耐候钢，相继有开发出cu
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cr
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ni
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p成分体系的corten a和corten b系列的耐候钢；1995年，美国家机构合作又开发了牌号为hps70w的高性能的耐候钢，以及后来的hps100w耐候桥梁钢。截止目前美国已经有近30000座桥梁使用了耐候桥梁钢。日本自1957年开始研制生产cu系cuplon耐候钢，到1967年开始使用耐候桥梁钢在建造桥梁，1980年到2002年又研制出海滨耐候钢和al
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si系列的低成本耐候钢，并于2010年后，相继在日本的东北新干线、九州干线和北陆新干线使用了镍系耐候钢。
4.我国从1960年开始研制耐候钢，1967年首次应用于铁路列车，1990年新车全部采用耐候钢，车辆成本增加20
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30%，寿命约延长1倍。结合我国资源的特点，前期开发了09cupvre系列、09cupti系列钢种。2000年以后，我国耐候桥梁钢的后发优势逐渐显现。国家政策也开始引导发展耐候钢，尤其是耐候桥梁钢，2015年制定国家标准时，将耐候钢纳入《桥梁用结构钢》(gb/t714
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2015)标准，q345qnh、q370qnh、q420qnh、q460qnh、q500qnh、q550qnh均被纳入其中。研究的更高级别的q690qnh和q345qnhy
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i\ⅱ、q420qnhy
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i\ⅱ、q500qnhy
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i\ⅱ等几种耐海洋大气腐蚀桥梁钢。耐候钢在工程实践中有涂装应用、免涂装应用和半涂装应用，据统计，国内仅用耐候钢建造了20余座钢桥，相对于我国拥有16.1万公里的高速公路网和14.5万公里的铁路营运里程而言，耐候钢桥的建造数量与美国日本相比真实小巫见大巫。我国面临的严峻环保形势，也需要耐候桥梁钢在工程建设中得到推广和应用。
5.钢结构桥梁要求桥梁钢具有良好焊接性能和低温冲击韧性，对耐候桥梁钢而言又增加了耐候性能的要求。要保证耐候桥梁钢具有良好的焊接和耐候性能以及低温冲击性能，生产中必须要保证其具有稳定的组织。研究发现，均匀的珠光体+铁素体组织、贝氏体+珠光体+铁素体组织、贝氏体组织以及铁素体+马奥岛组织均能满足相应强度级别钢的力学性能的要求。不过，研究还发现，不同组织状态的耐候桥梁钢在抗大气腐蚀性能方面表现出
不同变化规律，一般而言单一均匀的组织，随着腐蚀时间长表现比较稳定一致的抗腐蚀性能。那么，从既能满足力学性能，又能满足焊接性能，同时获得长期稳定的抗大气腐蚀性能的角度，只有贝氏体组织可能实现均匀的单一组织状态，为此通过多轮次试验研究和实际工业生产，实现了单一均匀贝氏体组织的耐候桥梁钢的批量生产。
6.耐候桥梁钢的工业生产中，一般采用控制轧制冷却的工艺，其工艺流程为：耐候钢的熔炼连铸
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连铸坯的准备
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加热
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粗轧
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精轧
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冷却
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剪切
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喷印
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入库。所谓的控制轧制，主要包括轧制温度、轧制速度和轧制变形量的控制三个主要工艺参数。轧制温度又包括粗轧开轧温度、粗轧终轧温度、精轧开轧温度以及精轧终轧温度；轧制变形量控制包括粗轧道次变形量、粗轧累积总变形量、精轧道次变形量以及精轧累积变形量；轧制速度主要取决于轧机能力和轧件的工艺条件。所谓的控制冷却，如果撇开轧制阶段的温度控制，主要包括精轧结束的温度、开始冷却温度、冷却各段流量控制以及冷却的结束温度、钢板的返红温度控制。
7.能否获得均匀的贝氏体组织，前述的工艺参数当中，粗轧的累积变形量、精轧的累积变形量，精轧终轧温度、开始冷却的温度，冷却方式和冷却终冷温度和冷却后钢板的返红温度。粗轧阶段累积变形量不足，难以获得均匀的再结晶奥氏体组织，一般桥梁钢中厚板生产中把粗轧阶段的累积变形量控制在45
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55%；精轧阶段累积变形量主要是为随后的冷却过程中形变过冷奥氏体发生相转变的过程中提供更多的形核位置和保留下来密度更大的形变缺陷（位错、晶界等）从而使钢的性能得到提高，一般桥梁钢精轧阶段累积变形量控制在35
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50%；精轧终轧温度决定了终轧结束点的组织状态，比方说是单相的形变奥氏体组织还是铁素体+奥氏体组织，从而决定后续组织状态；为了发挥钢中各合金元素的作用，可能会停留数秒，促进第二相颗粒的析出，达到强化的目的，所以开始冷却的温度对组织性能有重要影响；冷却方式涉及到冷却过程中温度的控制，冷速较大的情况下，为避免表面形成马氏体组织，必须采用正确的冷却方式；终冷温度对组织状态有显著影响，如果终冷温度太高了，会发生奥氏体向珠光体+铁素体转变，难以获得均一的贝氏体组织；返红温度决定于终冷温度与钢板的厚度。
技术实现要素：
8.本发明的目的在于提供一种均匀粒状贝氏体组织的耐候钢制造方法,能够提高耐候桥梁钢结构钢桥的耐腐蚀能力和全寿命周期，降低养护成本。
9.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种均匀粒状贝氏体组织的耐候钢制造方法,其生产工艺流程：连铸坯的准备
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加热
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粗轧
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精轧
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控制冷却
→
空冷，其控制轧制和控制冷却的技术参数为：粗轧开轧温度1050
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1180℃之间，粗轧阶段道次变形量10
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15%，粗轧阶段累积变形量50
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75%；精轧开轧温度850
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950℃，精轧道次变形量25
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40%，精轧累积变形量55
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70%，精轧结束温度ar3
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850℃；冷却开始温度ar3+20~50℃，冷却一阶段冷却速率调整为25
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50℃/s，冷却至表面温度650
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600℃；钢板无水运行3
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8秒，开始第二段冷却，再以15
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25℃/s，冷却至表面温度620
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600℃；再无水运行2
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6秒，开始第三段冷却以5
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10℃/s的冷速，冷却至表面温度620
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560℃；返红温度620
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580℃。
10.所述的一种均匀粒状贝氏体组织的耐候桥梁钢的控制要点包括两个方面：（1）精轧阶段的精轧结束温度要高于ar3温度，如果低于这个温度会出现先析铁素体组织，不可能
获得均匀的粒状贝氏体组织；精轧阶段的累积变形量尤其是最后几道次累积变形量的控制，有一定累积变形量才能保证后续相变过程中有足够的低温相形核核心和残留足量的形变缺陷，确保钢具有具有均匀的组织和高的理血性能。（2）轧后的冷却制度，冷却过程一方面要保证表面不产生马氏体组织，又要保证厚度方向其他位置不产生铁素体+珠光体组织，由于合金的凝固原理，在钢板的心部合金元素含量较高，在较低的冷却速度下，心部仍然能够获得较均匀的贝氏体组织；因此，冷却制度控制中重点考虑表层不生成马氏体组织和其他部位不生成珠光体+铁素体组织即可。
11.制造的耐候桥梁钢材料具有较均匀粒状贝氏体组织，各项力学性能指标满足标准gb/t 714
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2015《桥梁用结构钢》的要求。
具体实施方式
12.实施例1本实施例的材料为成分wt%为c 0.065%、si 0.22%、mn1.22、nb 0.022%、v 0.005%、 ti 0.021%、cr 0.47%、 ni 0.31%、cu 0.26%,其余为fe和不可避免的杂质，采用连铸坯的准备
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加热
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粗轧
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精轧
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控制冷却
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空冷的加工工艺路线，粗轧开轧温度1150℃，粗轧累积变形量65%，精轧开轧温度870℃，精轧累积变形量57%，精轧终轧温度760℃，精轧结束立即进入第一阶段冷却以30℃/s冷却至630℃，无水运行7秒进入第二阶段以17℃/s冷却至620℃，然后无水运行4秒后进入第三阶段冷却，以8℃/s冷至570℃，返红温度600℃然后进入空冷。获得的q345qnh耐候桥梁钢，其组织为均匀的粒状贝氏体组织。
13.实施例2本实施例的材料为成分wt%为c 0.085%、si 0.21%、mn1.30%、nb 0.023%、v 0.006%、 ti 0.022%、cr 0.45%、 ni 0.20%、cu 0.25%，其余为fe和不可避免的杂质，采用连铸坯的准备
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加热
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粗轧
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精轧
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控制冷却
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空冷的加工工艺路线，粗轧开轧温度1080℃，粗轧累积变形量53%，精轧开轧温度900℃，精轧累积变形量65%，精轧终轧温度780℃，精轧结束立即进入第一阶段冷却以40℃/s冷却至650℃，无水运行6秒进入第二阶段以15℃/s冷却至620℃，然后无水运行5秒后进入第三阶段冷却，以8℃/s冷至580℃，返红温度605℃，然后进入空冷。获得的q420qnh耐候桥梁钢，其组织为均匀的粒状贝氏体组织。
14.实施例3本实施例的材料为成分wt%为c 0.055%、si 0.22%、mn1.21%、nb 0.024%、v 0.004%、 ti 0.020%、cr 0.45%、 ni 0.30%、cu 0.28%，其余为fe和不可避免的杂质，采用连铸坯的准备
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加热
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粗轧
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精轧
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控制冷却
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空冷的加工工艺路线，粗轧开轧温度1120℃，粗轧累积变形量70%，精轧开轧温度910℃，精轧累积变形量65%，精轧终轧温度800℃，精轧结束立即进入第一阶段以45℃/s冷却至630℃，无水运行6秒进入第二阶以20℃/s冷却至620℃，然后无水运行5秒后进入第三阶段冷却以10℃/s冷至590℃，返红温度620℃，然后进入空冷。获得的q345qnh耐候桥梁钢，其组织为均匀的粒状贝氏体组织。