一种降低耐候桥梁钢屈强比的方法与流程

1.本发明涉及钢铁技术领域，尤其涉及一种降低耐候桥梁钢屈强比的方法。


背景技术：

2.对桥梁用钢和建筑用钢来说，屈强比是一个非常关键的力学指标。屈强比是衡量钢的加工硬化能力的一个重要参数，能够反映出屈服强度和抗拉强度的接近程度。高屈强比钢发生屈服后很快就会发生断裂，而低屈强比钢在发生屈服后会出现较大的应变强化，达到更高的抗拉强度才会断裂，因此在建筑和桥梁设计时期望选取低屈强比(＜0.85)的钢材，以提高桥梁结构的安全性。
3.研究表明，影响钢材屈强比的因素很多，控制难度很大。以桥梁钢为例，第一，强度越高，屈强比越高。235～355mpa级产品组织以铁素体+珠光体为主，通过控制晶粒尺寸，达到合适的屈强比和韧性匹配，屈强比一般比较低，容易控制；420～550mpa级产品通过控制轧制和冷却工艺，获得低碳贝氏体组织，在保证强度、塑性、韧性的同时，屈强比有较大幅度提升；第二，化学成分和工艺对屈强比的影响很大。采用中碳成分的正火钢板组织性均匀稳定，屈强比较低，但韧性和焊接性能较差。采用低碳微合金化成分的tmcp或tmcp+回火工艺的钢板韧性和焊接性能优良，但屈强比偏高。
4.耐候桥梁钢属于典型的低碳微合金钢，要求高强高韧良好焊接性能的同时，还要求屈强比控制在0.85以下，各钢铁企业在生产中采取很多措施控制屈强比，但仍有部分钢板屈强比超标，给企业带来损失。
5.专利cn 111979481 b公开了一种薄规格低屈强比高强度桥梁钢及其生产方法。采用增加mn、cr元素，降低nb、ti元素的成分设计，化学成分按质量百分比为：c：0.06～0.08％、si：0.15～0.25％、p≤0.015％、s≤0.008％、ni：0.2～0.4％、mo：0.1～0.2％、al：0.01～0.045％、mn+cr：1.90～2.20％、nb+ti：0.035～0.05％，其余为fe和其他不可避免的杂质。采用高温精轧以及轧后变速冷却的轧制冷却工艺，获得铁素体+贝氏体双相组织，钢板的屈服强度为520～570mpa，抗拉强度为670～760mpa，屈强比为0.69～0.79，实现了厚度8～16mm，500～550mpa级桥梁钢强度和屈强比的良好平衡。不足之处一是采用两阶段变速冷却工艺，控制难度大，对冷却设备精度要求高，不适用于所有企业。二是未给出屈强比超标钢板的挽救办法。
6.专利cn 111139339 a公开了一种调控结构钢强度和屈强比的热处理方法。化学成分按质量百分比c：0.06％～0.08％，si：0.15％～0.30％，mn：1.10％～1.80％，p≤0.020％，s≤0.008％，
7.nb：0.01％～0.03％，ti：0.008％～0.025％，cr：0.10％～0.40％，mo：0.30％～0.50％，ni：0.80％～1.10％；通过两相区淬火和回火工艺，可以使结构钢的屈强比在0.66～0.93之间调节，屈服强度在550mpa～690mpa之间调节。不足之处是成本提高，不适用于批量生产。
8.专利cn 113186454 a公开了一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法。钢的化学成
分含量为c：0.07％～0.09％、si：0.20％～0.30％、mn：1.52％～1.60％、p≤0.015％、s≤0.003％、alt：0.020％～0.045％、nb：0.01％～0.030％、ti：0.012％～0.020％、cr：0.16％～0.20％、mo：0.08％～0.12％、cu：0.16％～0.20％，pcm≤0.22％。通过铁水预处理
→
转炉
→
精炼
→
连铸
→
加热
→
轧制
→
冷却
→
回火，生产出厚度6～50mm、屈服强度≥420mpa，屈强比≤0.80，-40℃冲击韧性≥200j的钢板。不足之处是未给出屈强比的合格率，未给出屈强比超标钢板的挽救办法。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种降低耐候桥梁钢屈强比的方法，将tmcp或tmcp+回火后的耐候桥梁钢板中屈强比超标的钢板的屈强比稳定控制在0.85以下，显著提升耐候桥梁钢合格率，降低生产成本和损失。
10.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
11.本发明一种降低耐候桥梁钢屈强比的方法，工艺路线为铁水预处理—转炉冶炼—lf精炼—rh真空处理—连铸—缓冷—板坯加热—热处理，其特征在于，还包括如下热处理工艺：两相区正火，正火温度为ac1+(60～90)℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20～30min，其中ac1为加热时铁素体向奥氏体开始转变温度，t为钢板厚度。
12.进一步的，所述耐候桥梁钢为低碳微合金化设计，板坯化学成分为c：0.07～0.09％、si:0.20～0.30％、mn：1.18～1.35％、p≤0.015％、s≤0.005％、nb：0.04～0.05％、ti:0.012～0.020％、cr：0.52～0.60％、ni：0.32～0.39％、cu：0.35～0.45％、als：0.017～0.027％，焊接裂纹敏感性指数pcm≤0.2％、耐候指数i≥6.5％，余量为fe和不可避免的杂质。
13.进一步的，采用两相区正火热处理工艺，正火温度800℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20min，经过正火后，钢板屈强比降至0.85以下。
14.进一步的，采用两相区正火热处理工艺，正火温度810℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20min，经过正火后，钢板屈强比降至0.85以下。
15.进一步的，采用两相区正火热处理工艺，正火温度820℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20min，经过正火后，钢板屈强比降至0.85以下。
16.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
17.(1)通过两相区正火的热处理方法，降低了耐候桥梁钢屈强比，将屈强比稳定控制在0.85以下，显著提升耐候桥梁钢合格率，降低生产成本和损失。
18.(2)通过两相区正火，可以在单一的低碳贝氏体组织中引入少量铁素体组织，铁素体作为组织中的软相降低了位错密度，通过控制两相的体积分数降低屈强比。
附图说明
19.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
20.图1为本发明实施例2钢板200倍下的金相组织。
具体实施方式
21.以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方
式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
22.实施例1
23.实施例1耐候桥梁钢的化学成分见表1。生产工艺路线为铁水预处理—转炉冶炼—lf精炼—rh真空处理—连铸—缓冷—板坯加热—tmcp，tmcp状态下的力学性能见表2。采用两相区正火热处理工艺，正火温度800℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20min。经过正火后，钢板屈强比降至0.85以下。
24.实施例2
25.实施例2耐候桥梁钢的化学成分见表1。生产工艺路线为铁水预处理—转炉冶炼—lf精炼—rh真空处理—连铸—缓冷—板坯加热—tmcp，tmcp状态下的力学性能见表2。采用两相区正火热处理工艺，正火温度810℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20min。经过正火后，钢板屈强比降至0.85以下。
26.实施例3
27.实施例3耐候桥梁钢的化学成分见表1。生产工艺路线为铁水预处理—转炉冶炼—lf精炼—rh真空处理—连铸—缓冷—板坯加热—tmcp，tmcp状态下的力学性能见表2。采用两相区正火热处理工艺，正火温度820℃，在炉时间1.5min/mm
×
t(mm)+20min。经过正火后，钢板屈强比降至0.85以下。
28.表1本发明实施例1～3的化学成分(wt％)
29.实施例csimnpsnbtinicrcualspcmi10.0750.221.200.0100.0020.0420.0120.330.520.360.0250.186.5220.0760.231.210.0110.0010.0410.0130.330.530.360.0230.186.5330.0780.251.220.0100.0020.0430.0140.330.520.360.0240.186.52
30.对发明实施例1～3的钢板进行常规力学性能、冲击性能、弯曲性能检验，结果见表2。
31.表2本发明实施例1～3的钢板的力学性能
[0032][0033]
从表2可看出，对比例为tmcp状态下的部分钢板屈强比超标，采用两相区正火工艺后屈服强度和抗拉强度下降，且屈服强度下降幅度大，钢板屈强比明显下降，均在0.85以下。显著提升耐候桥梁钢合格率，降低生产成本和损失。
[0034]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。