本發(fā)明屬于鋼鐵合金材料，涉及一種優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、橋梁用結(jié)構(gòu)鋼主要應(yīng)用于架造鐵路、公路、跨海、跨江橋梁建設(shè)等重點(diǎn)工程，因其使用環(huán)境的特殊性，對(duì)綜合性能具有嚴(yán)格的要求。

2、現(xiàn)有制造中，為了提升韌性和塑性，通常是化學(xué)成分體系采用ni、mo、cr等貴金屬的高合金含量，但是會(huì)導(dǎo)致焊接性能差的缺陷，影響鋼板在橋梁工程中的應(yīng)用效果，并且還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)難度增大，例如必須依靠軋后熱處理，生產(chǎn)周期長。并且，隨之合金含量的過高添加，鋼材的生產(chǎn)成本也大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼及其生產(chǎn)方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一實(shí)施方式提供了一種優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼。所述橋梁鋼的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：c:0.11～0.14％，si:0.11～0.18％，mn:1.31～1.39％，nb:0.011～0.019％，ti:0.009～0.017％，al:0.026～0.046％，p≤0.0151％，s≤0.0080％，n≤0.0045％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；

3、所述橋梁鋼的厚度為6～64mm，0℃沖擊功kv2≥280j，-20℃沖擊功kv2≥260j，-40℃沖擊功kv2≥250j，延伸率≥30％，屈強(qiáng)比≤0.75。

4、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述橋梁鋼的化學(xué)成分的碳當(dāng)量cev滿足0.328～0.371。

5、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述橋梁鋼的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：p:0.0101～0.0151％，s:0.0020～0.0080％，n:0.0025～0.0045％。

6、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述橋梁鋼的形變誘導(dǎo)鐵素體+多邊形鐵素體+針狀鐵素體+貝氏體的復(fù)相組織。

7、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，形變誘導(dǎo)鐵素體在金相取樣面中的面積占比大致35％～45％，多邊形鐵素體在金相取樣面中的面積占比大致35％～45％，針狀鐵素體在金相取樣面中的面積占比大致10％～20％，貝氏體在金相取樣面中的面積占比大致0％～10％。

8、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述橋梁鋼的屈服強(qiáng)度≥345mpa，抗拉強(qiáng)度≥510mpa。

9、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一實(shí)施方式提供了一種所述橋梁鋼的生產(chǎn)方法。所述生產(chǎn)方法包括：

10、將鋼坯在加熱爐中加熱到t1+10℃以上、t2以下，t1取值為tnbc、tnbn和ttic中的最大值，t2取值為t1+50℃、ttin-150℃中的較大值；其中，tnbc、tnbn、ttic和ttin分別為nbc、nbn、tic和tin的完全固溶溫度；

11、先將加熱后的鋼坯以軋制溫度t3以上、t3+40℃以下軋制到成品厚度的4～6.8倍，得第一中間板；再以軋制溫度為t4-50℃以上、t4+20℃以下軋制到成品厚度的1.8～3.2倍，得第二中間板；最后以軋制溫度t5-55℃以上、t5-15℃以下軋制到成品厚度；t3≥t4≥t5，t5＝910-310[c]-80[mn]-15[cr]，-15.2[ni]+44.7[si]；

12、鋼板以冷速1～10℃/s空冷至t6-50℃以上、t6-30℃以下，再以冷速8～30℃/s水冷至t7+90℃以上、t7+130℃以下，再自然冷卻至室溫，得到鋼板成品；t5≥t6≥t7，t7＝539-423[c]-17.7[ni]-12.1[cr]-11[si]-30.4[mn]，

13、t6＝830-270[c]-90[mn]-37[ni]-70[cr]；

14、其中，[c]、[nb]、[ti]、[al]、[si]、[ni]、[mn]、[cr]分別為鋼坯中c、nb、ti、al、si、ni、mn、cr的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

15、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，鋼坯在t1+10℃以上、t2以下的溫度下停留時(shí)間為0.07～0.13min/mm，在加熱爐中的總時(shí)長為1.15～1.35min/mm。

16、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，鋼坯在加熱爐中采用包括熱回收段、預(yù)熱段、一加段、二加段和均熱段的五段式工藝，一加段的溫度為1120±15℃，二加段的溫度為t1+10℃以上、t2以下，均熱段的溫度低于二加段的溫度，且均熱段的溫度比二加段的溫度低20～40℃。

17、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，鋼坯在加熱爐中采用包括預(yù)熱段、加熱段和均熱段的三段式工藝，加熱段的溫度為t1+10℃以上、t2以下，均熱段的溫度低于加熱段的溫度，且均熱段的溫度比加熱段的溫度低20～40℃。

18、作為一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，軋制得到第一中間板時(shí)，開軋溫度為t3+20℃以上、t3+40℃以下，終軋溫度為t3以上、t3+20℃以下；

19、軋制得到第二中間板時(shí)，開軋溫度為t4以上、t4+20℃以下，終軋溫度為t4-50℃以上、t4-30℃以下；

20、將第二中間板軋制到成品厚度時(shí)，開軋溫度為t5-30℃以上、t5-15℃以下，終軋溫度為t5-55℃以上、t5-40℃以下。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，一實(shí)施方式的有益效果在于：

22、(1)相較于現(xiàn)有的ni、mo、cr高含量的成分而言，大大減少了這些合金含量，通過化學(xué)成分的設(shè)計(jì)，以低合金含量，在消除了因高合金含量導(dǎo)致的焊接性能差的缺陷的同時(shí)，依然保證了鋼材的高塑韌性；另外，所述鋼的生產(chǎn)難度低；

23、(2)在化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，結(jié)合加熱、軋制、冷卻的具體工藝控制，實(shí)現(xiàn)了微觀組織的精準(zhǔn)控制，保證了鋼材的高塑韌性(即并未因元素含量低而如常規(guī)認(rèn)知一樣導(dǎo)致這些元素所帶來的塑韌性降低)，同時(shí)還改善了焊接性能，最終實(shí)現(xiàn)鋼板在低屈強(qiáng)比、易焊接、高強(qiáng)韌、板形好等方面的綜合改進(jìn)，且生產(chǎn)成本低、流程短、難度小，所得鋼板適用于橋梁工程。

技術(shù)特征：

1.一種優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼，其特征在于，所述橋梁鋼的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：c:0.11～0.14％，si:0.11～0.18％，mn:1.31～1.39％，nb:0.011～0.019％，ti:0.009～0.017％，al:0.026～0.046％，p≤0.0151％，s≤0.0080％，n≤0.0045％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼，其特征在于，所述橋梁鋼的化學(xué)成分的碳當(dāng)量cev滿足0.328～0.371。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼，其特征在于，所述橋梁鋼的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：p:0.0101～0.0151％，s:0.0020～0.0080％，n:0.0025～0.0045％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼，其特征在于，所述橋梁鋼的形變誘導(dǎo)鐵素體+多邊形鐵素體+針狀鐵素體+貝氏體的復(fù)相組織，其中，形變誘導(dǎo)鐵素體在金相取樣面中的面積占比大致35％～45％，多邊形鐵素體在金相取樣面中的面積占比大致35％～45％，針狀鐵素體在金相取樣面中的面積占比大致10％～20％，貝氏體在金相取樣面中的面積占比大致0％～10％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼，其特征在于，所述橋梁鋼的屈服強(qiáng)度≥345mpa，抗拉強(qiáng)度≥510mpa。

6.一種權(quán)利要求1所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，鋼坯在t1+10℃以上、t2以下的溫度下停留時(shí)間為0.07～0.13min/mm，在加熱爐中的總時(shí)長為1.15～1.35min/mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，鋼坯在加熱爐中采用包括熱回收段、預(yù)熱段、一加段、二加段和均熱段的五段式工藝，一加段的溫度為1120±15℃，二加段的溫度為t1+10℃以上、t2以下，均熱段的溫度低于二加段的溫度，且均熱段的溫度比二加段的溫度低20～40℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，鋼坯在加熱爐中采用包括預(yù)熱段、加熱段和均熱段的三段式工藝，加熱段的溫度為t1+10℃以上、t2以下，均熱段的溫度低于加熱段的溫度，且均熱段的溫度比加熱段的溫度低20～40℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼的生產(chǎn)方法，其特征在于，軋制得到第一中間板時(shí)，開軋溫度為t3+20℃以上、t3+40℃以下，終軋溫度為t3以上、t3+20℃以下；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明揭示了一種優(yōu)異塑韌性的橋梁鋼及其生產(chǎn)方法。所述橋梁鋼的化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)包括：C:0.11～0.14％，Si:0.11～0.18％，Mn:1.31～1.39％，Nb:0.011～0.019％，Ti:0.009～0.017％，Al:0.026～0.046％，P≤0.0151％，S≤0.0080％，N≤0.0045％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；厚度為6～64mm，0℃沖擊功KV2≥280J，?20℃沖擊功KV2≥260J，?40℃沖擊功KV2≥250J，延伸率≥30％，屈強(qiáng)比≤0.75。

技術(shù)研發(fā)人員：鎮(zhèn)凡,曲錦波,楊浩,麻晗,胡顯軍,張保森,王章忠,陶學(xué)偉,李振興,吳萌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21