[发明专利]一种高韧性、高耐候钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高韧性、高耐候钢及其制造方法，其屈服强度≥355MPa、抗拉强度≥490MPa、－40℃的Charpy横向冲击功(单个值)≥47J、相对普通结构钢腐蚀率≤20%，主要用于各种高速列车车厢壳体。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、船舶制造、桥梁结构、锅炉压力容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。随着科技不断地向前发展，人们对钢的强韧性、焊接性提出更高的要求，即在维持较低制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量而节约成本，减轻钢构件自身重量、稳定性和安全性。

目前世界范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，通过合金组合设计、革新控轧/TMCP技术及热处理工艺获得更好的显微组织匹配，从而使钢板得到更优良强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、更优良的焊接性及抗疲劳性能；本发明钢板正是采用上述技术，低成本地开发出综合力学性能、焊接性能均优异的耐候建筑结构用厚钢板。

现有技术制造耐大气腐蚀焊接结构用厚钢板时，一般要在钢中添加一定量的P、Ni、Cu、Cr等耐候性合金元素，目的是在钢板表面形成一层致密的非晶保护膜，阻止空气进入钢板内部，达到耐大气腐蚀作用。由此带来母材钢板韧性、焊接性，尤其钢板冷加工性能较差，无法满足整板长度方向、整板宽度方向冷弯90度加工成型等要求；为此日本采用低C含量成分设计，添加微合金元素Ti、Nb，结合控制轧制工艺，使钢板焊接性与低温韧性得到大幅度提高，（参见《制铁研究》，1982，Vol.309，P98；R&D神户制钢技报，1988，Vol.38，P97）。

为开发寒冷地区使用的耐候钢，日本采用低C－高Al－低N－微Ti处理成分设计技术，结合控制轧制工艺成功生产出满足－40℃低温韧性耐候钢板，（参见《铁と钢》，1985，Vol.71，S593）。

但是这些钢板也没有涉及冷加工成型时，整板长度方向、宽度方向90度冷弯加工成型；其次，Cr元素大幅度降低铁素体+珠光体显微组织控轧钢板的强度且降低屈服强度的幅度大于降低抗拉强度的幅度（参见《西山纪念技术讲座》86-87，P11），采用控轧工艺生产高加工性、高韧性的高耐候钢板存在较大的困难；同时大量专利文献只是说明如何实现母材钢板的低温韧性，对于如何在焊接条件下，获得优良的热影响区(HAZ)低温韧性说明得较少，尤其采用大线能量焊接时如何保证热影响区(HAZ)的低温韧性少之又少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性、高耐候钢及其制造方法，其屈服强度≥355MPa、抗拉强度≥490MPa、－40℃的Charpy横向冲击功(单个值)≥47J、相对普通结构钢腐蚀率≤20%，适宜于用做无涂装高速列车车厢箱体结构，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：