[发明专利]薄坯生产厚规格355MPa高韧性管桩用钢及生产方法

说明书

本发明涉及一种薄坯生产厚规格355MPa高韧性管桩用钢及生产方法，薄坯生产厚规格355MPa高韧性管桩用钢，钢中化学成分按重量百分比计为：C 0.069％～0.079％、Si0.10％～0.20％、Mn 1.02％～1.13％、P≤0.020％、S≤0.015％、Als 0.015％～0.030％、Nb0.032％～0.042％、Cr 0.20％～0.28％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明可以实现薄板坯(135～170mm)连铸连轧生产厚规格(20～24mm)355MPa高强韧性管桩用钢热轧卷板。

技术领域

本发明属于金属材料低合金热轧板卷技术领域，具体涉及一种薄坯生产厚规格355MPa高韧性管桩用钢及生产方法。

背景技术

近年来随着中国经济的发展和城镇化的推进，各种建筑和基础设施不断涌现完善，管桩作为常用建筑材料，得到了广泛应用，为保证建筑用管桩较大的承重能力和服役安全性，各大工程对管桩用钢的厚度和强韧性有了更高的要求。

目前各大钢厂热轧时所使用的连铸坯厚度普遍在200mm以上，而本发明所使用的连铸坯厚度为135～170mm，由于压缩比小，对厚规格管桩用钢的强韧性贡献小，因此生产厚规格355MPa级热轧板卷具有一定难度，公开资料表明，目前管桩用钢的韧性指标不高，其强韧性指标难以完全满足工程需求。

专利文件《一种高强度厚规格管桩用钢及其制造方法》，申请号CN200910251585.3，该钢种成分中C 0.12％～0.16％、Si 0.20％～0.50％、Mn 1.3％～1.5％、S≤0.010％、P≤0.015％、Nb 0.020％～0.030％、Al 0.015％～0.040％。该发明铸坯230mm，压缩比大，且采用Nb微合金化，合金成本高，此外C和Si含量高，对产品冲击韧性有害，产品屈服强度达到400MPa，但-40℃冲击功仅150J。

申请号CN201310489482.7的专利文件，公开了一种耐腐蚀桥梁管桩用钢及其生产方法，成分为(重量百分比)：C 0.07％～0.13％，Si 0.3％～0.65％，Mn0.80％～1.30％，P0.025％～0.045％，S≤0.002％，V 0.035％～0.050％，Ti 0.008％～0.025％，Re 0.005％0～0.020％，Zr 0.006％～0.012％。该发明中S含量控制较低，炼钢成本较高；含有稀土元素Re和Zr，合金成本较高，产品屈服强度达到390MPa，但0℃冲击功仅为47J以上，实际工程使用易失效。

申请号CN201310407630.6的专利文件，公开了一种40～60mm厚管桩用钢板及其生产方法，该专利含描述的是中厚板，并不涉及板卷的生产方法。

论文“杭州湾大桥管桩用Q345C_Hq钢水冷焊接试验”(《钢铁研究》2004.4，p29-31)提到了管桩用钢板，C(1.34％)和Mn(1.25％～1.35％)含量高，偏析严重，韧性不高，其他元素添加和生产工艺未作描述。

论文“风力发电管桩S355钢多道焊横向裂纹产生原因”(《焊接》2011.10，p49-51)中提到了一种86mm厚度的管桩用钢，C(0.15％)、Si(0.3％)和Mn(1.56％)含量较高，且添加贵金属Ni，产品厚度、性能和生产工艺未作描述。

论文“水利工程用管桩钢的组织与耐蚀性”(《腐蚀与防护》2018.7，p501-502)中提到了3种管桩用钢，采用Cu和Cr单独或复合添加，屈服强度最高可达到339MPa，但0℃冲击功最高仅为90J，实际应用种易发生断裂失效，此外该论文对产品厚度和生产工艺未做描述。

论文“强度管桩钢的组织与耐蚀性研究”(《热加工工艺》2018.6，p56-57)中提到了3种不同Cr含量的管桩用钢，Cr含量分别为0.5、1.0和1.5％，Cr含量偏高，产品合金成本较高。此外，该论文也未对产品厚度、韧性指标和生产工艺进行描述。