一种Q460qENH稀土耐候桥梁用钢及其生产方法与流程

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种q460qenh稀土耐候桥梁用钢及其生产方法。

背景技术：

1、随着大型钢结构桥梁向全焊接结构和高参数方向发展，对桥梁结构的安全可靠性要求越来越严格，同时对桥梁钢板性能提出了更高的要求，不仅具有高强度以满足结构轻量化要求，而且应具有优良的低温韧性、焊接性和耐候性等，以满足钢结构的安全可靠、长寿等要求。在此背景下，科研工作者开发出了耐候桥梁钢，除了具备高强度外，焊接性能、低温冲击韧性外，尤其是耐腐蚀性能表现优异，可以免涂装使用，全生命周期内具有绿色环保、低成本等特点，成为桥梁钢的发展方向。国内武钢、鞍钢、舞钢、首钢、南钢等也成功开发了耐候桥梁用钢。

2、专利cn101892431a公布了一种热轧态屈服强度500mpa级桥梁用结构钢及其制造方法，经控制轧制控制冷却得到高强度、低温韧性优良、焊接性能优良的桥梁钢板。不足之处一是钢板为tmcp态交货，终冷温度低，钢板板形难以控制，钢板应力大，切割易变形，不利于批量稳定生产；二是钢板-40℃下的冲击功大于47j，已经不能满足最新标准要求。

3、专利cn105779883a公布了一种485mpa级tmcp+回火耐候桥梁钢板及生产方法，经tmcp+回火工艺得到高强度、低温韧性优良、焊接性能良好的桥梁钢。不足之处是钢板耐候指数i≥6.0，耐候性能不足。

4、专利cn101403075a公布了一种屈服强度460mpa的桥梁钢板及其制备方法，经tmcp工艺得到高强度、低温韧性优良、焊接性能优良以及具有一定耐候性能的桥梁钢板。不足之处是钢板耐候指数i仅为5.8，耐候性能不足。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种q460qenh稀土耐候桥梁用钢及其生产方法，通过成分和工艺获得细晶粒铁素体+贝氏体+析出相的多相复合组织。具有低屈强比、良好耐腐蚀性能、低温韧性、冷成型性能以及焊接性能的可以免涂装使用的耐候桥梁钢板。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种q460qenh稀土耐候桥梁用钢，其化学成分按重量百分比包括：c：0.07～0.09％、si:0.22～0.30％、mn：1.35～1.49％、p≤0.015％、s≤0.005％、nb：0.04～0.05％、v：0.03～0.04％、ti:0.010～0.020％、cr：0.52～0.60％、ni：0.32～0.39％、cu：0.35～0.45％、稀土ce:0.0005-0.0015％、als：0.017～0.027％，焊接裂纹敏感性指数pcm≤0.21％、耐候指数i≥6.5％，余量为fe和不可避免的杂质。

4、进一步的，其化学成分按重量百分比包括：c：0.078％、si:0.221％、mn：1.37％、p:0.008％、s：0.002％、nb：0.042％、v：0.031％、ti:0.015％、cr：0.52％、ni：0.32％、cu：0.36％、稀土ce:0.0005％、als：0.020％，焊接裂纹敏感性指数pcm 0.18％、耐候指数i6.52％，余量为fe和不可避免的杂质。

5、进一步的，其化学成分按重量百分比包括：c：0.078％、si:0.23％、mn：1.38％、p:0.010％、s：0.001％、nb：0.043％、v：0.033％、ti:0.014％、cr：0.53％、ni：0.33％、cu：0.38％、稀土ce:0.0008％、als：0.022％，焊接裂纹敏感性指数pcm0.19％、耐候指数i6.54％，余量为fe和不可避免的杂质。

6、进一步的，其化学成分按重量百分比包括：c：0.080％、si:0.24％、mn：1.40％、p:0.009％、s：0.002％、nb：0.044％、v：0.035％、ti:0.016％、cr：0.54％、ni：0.35％、cu：0.38％、稀土ce:0.0013％、als：0.023％，焊接裂纹敏感性指数pcm0.19％、耐候指数i6.57％，余量为fe和不可避免的杂质。

7、一种q460qenh稀土耐候桥梁用钢的生产方法，主要工序步骤为：

8、1)、冶炼和浇铸

9、将准备好的低磷(≤0.010％)、低硫(≤0.005％)、低氧(≤0.0040％)、低氮(≤0.0060％)优质废钢和计算配好的其他合金加入冶炼炉，抽真空后启动进行熔化冶炼，待熔化后浇铸到矩形钢模中；

10、2)、加热和轧制：

11、用机械手将钢坯装入高温电阻炉中，加热温度1200℃～1220℃，总在炉时间≥240min,确保钢坯温度均匀，待钢坯达到加热要求时，用机械手将钢坯送往φ750×550mm实验轧机，采用两阶段控制轧制工艺，即奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制，在奥氏体再结晶区轧制时，开轧温度为1130～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在25％以上，用以充分细化原始奥氏体晶粒；在奥氏体未再结晶区轧制时，此阶段的轧制使奥氏体伸长，晶界面积增加，同时变形导致晶粒内部导入大量的变形带，在其后γ→α相变时形核密度和形核点增多，α晶粒进一步细化，设定开轧温度≤930℃，中间坯厚度：2.0～3.5倍成品厚度，终轧温度：810～830℃；

12、3)、冷却：

13、控制轧制结束后，钢板进入层流冷却区域，以10～15℃/s的冷却速度冷却至570～620℃，之后进入冷床冷却；

14、4)、回火热处理：

15、钢板进行回火热处理，回火温度560-600℃，保温时间20-40分，出炉后空冷，得到细晶粒铁素体+贝氏体+析出相的多相复合组织。

16、进一步的，浇铸成尺寸为220×250×300mm的矩形钢坯。

17、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

18、1、合理控制碳含量和其他合金元素含量来保证钢材的焊接性和韧性。基于细晶粒铁素体+贝氏体+析出相的软硬相结合的组织构成，使屈服强度≥460mpa，冲击性能良好，最大特点是屈强比控制在0.85以下。

19、2、具有更好的耐腐蚀性能，可以减少防腐涂层的使用，降低桥梁建设成本，减少后期维护的工作量，同时也可以更好的满足现代桥梁结构的长寿命、环保、美观等要求，将成为桥梁钢的优先选择钢种。

20、3、通过合理的成分设计和控制各化学成分的含量，并采用简单易行，易于控制，参数适宜的工艺方法，生产效率高、钢板性能稳定好，实现高强韧与低屈强比、耐候性、焊接性的良好匹配。

技术特征：

1.一种q460qenh稀土耐候桥梁用钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：c：0.07～0.09％、si:0.22～0.30％、mn：1.35～1.49％、p≤0.015％、s≤0.005％、nb：0.04～0.05％、v：0.03～0.04％、ti:0.010～0.020％、cr：0.52～0.60％、ni：0.32～0.39％、cu：0.35～0.45％、稀土ce:0.0005-0.0015％、als：0.017～0.027％，焊接裂纹敏感性指数pcm≤0.21％、耐候指数i≥6.5％，余量为fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的q460qenh稀土耐候桥梁用钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：c：0.078％、si:0.221％、mn：1.37％、p:0.008％、s：0.002％、nb：0.042％、v：0.031％、ti:0.015％、cr：0.52％、ni：0.32％、cu：0.36％、稀土ce:0.0005％、als：0.020％，焊接裂纹敏感性指数pcm 0.18％、耐候指数i 6.52％，余量为fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的q460qenh稀土耐候桥梁用钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：c：0.078％、si:0.23％、mn：1.38％、p:0.010％、s：0.001％、nb：0.043％、v：0.033％、ti:0.014％、cr：0.53％、ni：0.33％、cu：0.38％、稀土ce:0.0008％、als：0.022％，焊接裂纹敏感性指数pcm 0.19％、耐候指数i 6.54％，余量为fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的q460qenh稀土耐候桥梁用钢，其特征在于，其化学成分按重量百分比包括：c：0.080％、si:0.24％、mn：1.40％、p:0.009％、s：0.002％、nb：0.044％、v：0.035％、ti:0.016％、cr：0.54％、ni：0.35％、cu：0.38％、稀土ce:0.0013％、als：0.023％，焊接裂纹敏感性指数pcm 0.19％、耐候指数i 6.57％，余量为fe和不可避免的杂质。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的q460qenh稀土耐候桥梁用钢的生产方法，其特征在于，主要工序步骤为：

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，浇铸成尺寸为220×250×300mm的矩形钢坯。

技术总结
本发明公开了一种Q460qENH稀土耐候桥梁钢板及其生产方法，其化学成分按重量百分比为C：0.07～0.09％、Si:0.22～0.30％、Mn：1.35～1.49％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.04～0.05％、V：0.03～0.04％、Ti:0.010～0.020％、Cr：0.52～0.60％、Ni：0.32～0.39％、Cu：0.35～0.45％、稀土Ce:0.0005‑0.0015％、Als：0.017～0.027％。本发明获得了细晶粒铁素体+贝氏体+析出相的多相复合组织，具有低屈强比、良好的低温韧性、耐腐蚀性能、冷成型性能、焊接性能。

技术研发人员：杨雄,白海瑞,李鹏,王少炳,杨源远,黄利,魏慧慧,祁祯
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21