[发明专利]一种低屈强比桥梁结构用薄钢板的生产方法

说明书

一种低屈强比桥梁结构用薄钢板的生产方法，钢板厚度为8~16mm，钢的化学成分重量百分比为C=0.10~0.15，Si≤0.50，Mn=1.20~1.50，P≤0.015，S≤0.005，Alt=0.02~0.05，Ti=0.008~0.025，Nb≤0.020，Cr=0.25~0.50，余量为Fe和不可避免的杂质元素。该生产方法通过热轧+低温回火工艺，生产出8~16mm厚度的钢板，其金相组织为铁素体+珠光体+贝氏体，晶粒度为8~9级。本发明方法生产的桥梁板不仅具有良好的强韧性和低屈强比，强度等级为Q420q、－40℃冲击功≥120J、屈强比≤0.85，而且钢板的不平度可控制在3mm/m以内，且工艺简单、成本低、易于批量生产、产品质量稳定，能较好地满足高等级公路、铁路桥梁结构用钢的使用要求。

技术领域

本发明属于低合金结构钢生产技术领域，特别是涉及一种低屈强比桥梁结构用薄钢板的生产方法。

背景技术

桥梁结构用钢板主要用于制造钢箱梁、钢桁梁、钢管桩、桥面、侧板、护板等桥梁构件。为满足目前桥梁建设向大跨度、高速、重载、高安全性的方向发展，对桥梁结构用钢的强韧性、屈强比等性能要求日益严格。然而现有关于桥梁结构用钢板尤其是薄板的制造方法，在强韧性、屈强比、板形、成本等方面尚有不足。如中国专利CN103233169B采用控轧控冷工艺，终轧温度较低，晶粒度控制在9.5级以上，尽管所述钢板具有良好的强韧性，但屈强比较高，能达到0.90，而且钢板的不平度仅控制在3~7mm/m的水平；中国专利CN103352167B采用TMCP+高温回火工艺，在保证钢板高强韧性的同时，屈强比能够控制在0.80以下，但其添加了较多的Ni、Mo、Cu等合金，合金成本较高，而且此发明涉及的桥梁板厚度在20mm以上；中国专利CN102766806B采用正火工艺，能够获得板形良好的性能满足标准要求的超宽薄规格桥梁用结构钢板，但其强度仅为Q345级别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低屈强比桥梁结构用薄钢板的生产方法，该方法通过热轧+低温回火工艺，配以合适的成分设计，生产出8~16mm厚度的Q420q桥梁板，屈强比≤0.85、－40℃冲击功≥120J、钢板的不平度控制在3mm/m以内。

本发明的技术方案：

一种低屈强比桥梁结构用薄钢板的生产方法，钢板厚度为8~16mm，钢的化学成分重量百分比为C=0.10~0.15，Si≤0.50，Mn=1.20~1.50，P≤0.015，S≤0.005，Alt=0.02~0.05，Ti=0.008~0.025，Nb≤0.020，Cr=0.25~0.50，余量为Fe和不可避免的杂质元素；关键生产步骤包括：按照上述组分采用转炉冶炼并浇注成钢坯；然后进行加热并高温轧制，控制加热温度为1150~1200℃，终轧温度为840~880℃，轧制温度低于950℃时的道次压下率≤15%，轧制温度高于1050℃时至少有一道次压下率≥25%；轧后空冷；之后进行回火热处理，回火温度为250~380℃，回火时间为1.0min/mm×板厚mm+(15~25)min。

本发明通过控制加热温度、轧制温度及道次压下率、特别是设定较高的终轧温度来控制轧后奥氏体晶粒尺寸及其均匀性和压扁程度，并利用其对CCT曲线的影响，结合成分设计及轧后薄钢板的自然冷却，获得铁素体+珠光体+贝氏体的混合组织，晶粒度控制在8~9级，然后通过低温回火并控制回火时间，以减小铁素体、贝氏体和珠光体中α-Fe的过饱和碳含量，有效地提高冲击韧性，且不降低抗拉强度以保证低屈强比，从而实现低屈强比桥梁结构用薄钢板的生产。所以，本发明具有如下有益效果：（1）本发明的薄规格钢板具有良好的强韧性和低屈强比，强度等级为Q420q、－40℃冲击功≥120J、屈强比≤0.85，能较好地满足高等级公路、铁路桥梁构件的安全可靠性要求；（2）本发明采用热轧+低温回火的生产工艺，避免薄规格钢板低温轧制或快速冷却导致的板形问题，钢板的不平度可控制在3mm/m以内，且无需追加冷矫工序，工艺简单，易于批量生产；（3）本发明未采用低碳或超低碳的成分设计来提高低温韧性，也不用添加贵重金属Mo和Ni，既降低了冶炼生产成本，又减少了合金成本。