[发明专利]一种高强高韧低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板及其制造方法

说明书

本发明公开一种高强高韧焊接低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板及其制造方法，其中，所述高强高韧焊接低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.05~0.07%，Mn：1.5~1.6%，Si：0.15~0.25%，P≤0.012%，S≤0.005%，Cu：0.15~0.30%，Ni：0.17~0.27%，Cr：0.25~0.35%，Mo：0.15~0.30%，Nb：0.035~0.050%，Als：0.030～0.035%，Ti：0.007~0.020%，V：≤0.005%，B：≤0.0004%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

技术领域

本发明涉及高强高韧钢板制造技术领域，特别涉及一种高强高韧低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板及其制造方法。

背景技术

随着高速铁路、高速公路里程数的不断刷新，作为铁路、公路建设重要组成部分的桥梁建设得到长足发展，已成为国际桥梁建设的最主要力量之一，近几年我国大跨度桥梁建设进入了一个最辉煌的时期。随着桥梁对大跨度、轻量化要求的不断提高，其对采用的钢梁材料提出了更高的要求，以高强化解决大跨度、重载荷的需求，此时，为提高钢的强度，会导致低温冲击韧性、焊接性能的下降，以及屈强比的上升，同时需兼顾疲劳性能要求。

目前，我国桥梁钢使用较为稳定的钢种有Q420q，Q370q和Q345q，其低温冲击功可以满足在-40℃时≥120J，屈强比满足≤0.88，他们的屈服强度级别只有420MPa，而更高屈服强度级别的桥梁钢目前只能达到500MPa，且刚刚开始应用于沪通长江大桥的建设，在具体应用中发现，其存在薄规格抗拉强度太高而厚规格钢板抗拉不够的严重板厚效应的问题，即随着板厚的增加屈服强度和抗拉强度有下降的趋势，如TB10002.2-2005《铁路桥梁钢结构设计规范》中对Q420q的强度规定为厚度≤16mm时，屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥570MPa；厚度＞16~35mm时，屈服强度≥410MPa，抗拉强度≥550MPa；厚度＞35~50mm时，屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥540MPa；厚度＞50~60mm时，屈服强度≥390MPa，抗拉强度≥530MPa，因此，需要制造一种无板厚效应的高强度钢板，以满足桥梁建设所需的钢板高性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种高强高韧低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板及其制造方法，所述钢板常温下的屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥660MPa，延伸率≥20%，屈强比≤0.85，-40℃冲击功≥250J，冲击断面纤维率≥90%，焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.20%，具有高强度、高韧性及低裂纹敏感性的优良性能，且无板厚效应，能满足桥梁用钢的高强度、高韧性及焊接低裂纹的性能要求。

为实现上述目的，本发明提出一种高强高韧低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板，其组分及重量百分比含量包括：

C：0.05~0.07%，Mn：1.5~1.6%，Si：0.15~0.25%，P≤0.012%，S≤0.005%，Cu：0.15~0.30%，Ni：0.17~0.27%，Cr：0.25~0.35%，Mo：0.15~0.30%，Nb：0.035~0.050%，Als：0.030～0.035%，Ti：0.007~0.020%，V：≤0.005%，B：≤0.0004%，其余为Fe和不可避免的杂质元素，且上述元素含量满足如下关系：

Pcm(%)=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B，且Pcm≤0.20%。

优选地，所述钢板常温下的屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥660MPa，延伸率≥20%，屈强比≤0.85，-40℃冲击功≥250J，冲击断面纤维率≥90%，焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.20%。

优选地，所述钢板的厚度范围为10~60mm。

此外，为实现上述目的，本发明提出一种高强高韧低裂纹的550MPa级桥梁结构钢板的制造方法，包括如下步骤：