高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管樁用中厚鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管樁用中厚鋼板及其生產(chǎn)方法，屬于橋梁管樁結(jié)構(gòu)用中厚鋼板【技術(shù)領(lǐng)域】?；瘜W(xué)成分為：C:0.08～0.12％，Si:0.1～0.4％，Mn:1.2～1.5％，Alt:0.02～0.04％，Nb:0.015～0.030％，Ti:0.008～0.02％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。生產(chǎn)方法為：采用寬度2000mm～2400mm，厚度300～400mm的連鑄坯，軋制采用再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制；再結(jié)晶區(qū)軋制總壓下比不少于5，終軋溫度1000≥℃；中間待溫厚度控制在成品厚度的1.2～1.5倍，控制未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度≤920℃，終軋溫度在860～880℃；軋后空冷。本發(fā)明生產(chǎn)的40～60mm厚鋼板具有屈服強(qiáng)度穩(wěn)定在345～400MPa，抗拉強(qiáng)度≥470MPa，-40℃低溫沖擊功穩(wěn)定達(dá)到≥100J，延伸率≥25％，能夠滿足橋梁工程管樁結(jié)構(gòu)用中厚鋼板對(duì)窄屈服強(qiáng)度、低溫沖擊和焊接性能的要求。
【專利說明】高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管樁用中厚鋼板及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁管粧結(jié)構(gòu)用中厚鋼板【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供了高韌性窄屈服強(qiáng)度 橋梁管粧用中厚鋼板及其生產(chǎn)方法，具有優(yōu)良低溫韌性、焊接性能和窄屈服強(qiáng)度范圍的管 粧工程結(jié)構(gòu)用中厚鋼板。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)和交通的發(fā)展，使得橋梁結(jié)構(gòu)所承受的載重逐倍增加，其線路的坡 度和曲線標(biāo)準(zhǔn)要求又高，為要跨越更大更深的江河、峽谷，迫使橋梁向大跨度發(fā)展。鋼管粧 作為支撐橋梁結(jié)構(gòu)總重的基礎(chǔ)，決定了該類鋼種必須具有穩(wěn)定的強(qiáng)度、韌性和良好的可焊 性等性能指標(biāo)。這對(duì)于保證交通運(yùn)輸安全、提高橋梁使用壽命具有重要意義。
[0003] 橋梁工程管粧用鋼普遍應(yīng)用屈服強(qiáng)度345MPa級(jí)的低合金熱軋板卷，厚度不大于 20mm，采用螺旋焊管制造鋼管粧，在相對(duì)硬土地基上施工，并與混凝土等材料復(fù)合使用。而 在沙質(zhì)等軟土地基上建設(shè)橋梁工程，可采用斜鋼管粧結(jié)構(gòu)，深入地下百米以上，靠結(jié)構(gòu)摩擦 來支撐整個(gè)橋梁。
[0004] 管粧設(shè)計(jì)特點(diǎn)的變化，給選材帶來了新的挑戰(zhàn)，鋼板需求特點(diǎn)也發(fā)生了變化，厚度 由20mm以內(nèi)的卷板變?yōu)?0?60mm的厚鋼板；鋼板的性能穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，同時(shí)受原有 卷管機(jī)的能力限制，鋼管制造廠家普遍希望能夠?qū)η?qiáng)度的波動(dòng)范圍進(jìn)行限定，例如要 求較厚規(guī)格鋼板的屈服強(qiáng)度不大于400MPa，以避免高強(qiáng)度鋼板投料造成設(shè)備損壞。
[0005] 另外，鋼管粧深入地下，除承受橋梁自重外，還承受橋體的各種沖擊載荷，必須要 求鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性。而且，現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)為大型焊接結(jié)構(gòu)工程，鋼管粧也采用直縫 自動(dòng)埋弧焊進(jìn)行焊接，自動(dòng)化程度高，焊接性能優(yōu)劣直接影響到焊接效率，良好的焊接性能 對(duì)橋梁工程鋼管粧結(jié)構(gòu)用鋼的應(yīng)用至關(guān)重要。因此，開發(fā)窄屈服強(qiáng)度范圍、高韌性、良好的 焊接性能的橋梁工程鋼管粧結(jié)構(gòu)用中厚鋼板對(duì)促進(jìn)橋梁工程建設(shè)有重大意義。
[0006] 雖然業(yè)界開發(fā)了屈服強(qiáng)度為345MPa卷板制造橋梁等工程用鋼管粧，但是適用這 種僅靠鋼管粧的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度支撐橋體設(shè)計(jì)的鋼種，尤其是有較窄的屈服強(qiáng)度范圍，又具有良 好韌性和焊接性能的橋梁工程鋼管粧用中厚鋼板未見公開報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管粧用中厚鋼板及其生產(chǎn)方 法，針對(duì)目前新型橋梁工程建設(shè)市場對(duì)管粧用鋼的需求特點(diǎn)，本發(fā)明在寬厚板生產(chǎn)線上采 用熱軋技術(shù)生產(chǎn)高韌性、易焊接，并具有窄屈服強(qiáng)度范圍的橋梁工程管粧結(jié)構(gòu)用鋼板。
[0008] 本發(fā)明制備的高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管粧用中厚鋼板，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 為：C:0. 08 ?0· 12%，Si:0. 1 ?0· 4%，Μη:1· 2 ?I. 5%，Alt:0. 02 ?0· 04%，Nb:0. 015 ? 0. 030 %，Ti : 0. 008?0. 02 %，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。利用上述化學(xué)成分的寬厚連 鑄板坯，采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)大比例壓下和奧氏體未結(jié)晶區(qū)高終軋溫度軋制工藝，生產(chǎn)鋼 板厚度規(guī)格為40?60mm，屈服強(qiáng)度345?400MPa，抗拉強(qiáng)度彡470MPa，-40°C縱向沖擊功 彡100J，延伸率多25%，鋼板微觀組織為鐵素體+珠光體組織。
[0009] 其生產(chǎn)工藝具體如下：
[0010] 1、加熱制度：將鋼坯加熱到1150?1200°C，保證鋼坯在爐時(shí)間彡250min。
[0011] 2、軋制工藝：采用寬度2000mm?2400mm，厚度300?400mm的連鑄坯，乳制分 為兩階段，即再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制；再結(jié)晶區(qū)軋制總壓下比不少于5,終軋溫 度1000 ;中間待溫厚度控制在成品厚度的1.2?1.5倍，控制未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度 < 920°C，終軋溫度在860?880°C ;乳后不水冷。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用較低的碳（C:0. 08?0. 12% )，改善了鋼板焊接性和低溫 韌性；鋼板的軋制成型，大部分在高溫的奧氏體再結(jié)晶區(qū)完成，充分細(xì)化奧氏體組織，而且 此時(shí)鋼的變形抗力低，乳機(jī)容易實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)效率高，相對(duì)于正火鋼成本低；為保證鋼板板形， 在再結(jié)晶區(qū)留有一定的壓下量；鋼板在較高的終軋溫度軋制后，在空氣中穩(wěn)定冷卻，在接近 平衡態(tài)條件下發(fā)生相變，組織類型穩(wěn)定、均勻，力學(xué)性能穩(wěn)定。
[0013] 本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板成本較低，綜合力學(xué)性能滿足橋梁工程管粧用鋼對(duì)各項(xiàng)力學(xué)性 能的要求：厚度范圍40?60mm，屈服強(qiáng)度穩(wěn)定在345?400MPa，抗拉強(qiáng)度彡470MPa，-40°c 低溫沖擊功穩(wěn)定達(dá)到多100J，能夠滿足橋梁工程管粧結(jié)構(gòu)用中厚鋼板對(duì)窄屈服強(qiáng)度、低溫 沖擊和焊接性能的要求。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 本實(shí)施例涉及的橋梁管粧結(jié)構(gòu)用中厚鋼板厚度為40mm，其包含的組分及重量百 分比為：C 0· 10%、Si 0· 18%、Mn 1. 38%、AltO. 033%、Nb 0· 028%、Ti 0· 012%、以及余 量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。連鑄坯料尺寸為300mm*2000mm*2800mm，成品尺寸為 40mm*3100mm*13500mm，軋制階段開軋溫度為1076°C，終軋1020°C，待溫厚度60_，再軋溫 度為910°C，終軋溫度為863°C，乳后空冷，乳制鋼板經(jīng)矯直后板型良好，鋼板性能優(yōu)異。鋼 板的力學(xué)性能如表1所示。
[0016] 表1實(shí)施例1產(chǎn)品力學(xué)性能
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管粧用中厚鋼板，其特征在于：化學(xué)成分質(zhì)量百分比為 C:0. 08 ?0? 12%，Si:0. 1 ?0? 4%，Mn:l. 2 ?1. 5%，Alt:0. 02 ?0? 04%，Nb:0. 015 ? 0. 030 %，Ti : 0. 008?0. 02 %，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。
2. -種權(quán)利要求1所述的高韌性窄屈服強(qiáng)度橋梁管粧用中厚鋼板的生產(chǎn)方法，其特 征在于：采用寬度2000mm?2400mm、厚度300?400mm的連鑄坯生產(chǎn)40?60mm厚的鋼 板，乳制采用再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制；再結(jié)晶區(qū)軋制總壓下比不少于5,終軋溫 度1000 ;中間待溫厚度控制在成品厚度的1.2?1.5倍，控制未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度 彡920 °C，終軋溫度在860?880 °C ;乳后空冷。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK104480392SQ201410709616
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月29日
【發(fā)明者】王彥鋒, 楊永達(dá), 王立峰, 周德光, 白學(xué)軍, 王根磯, 鄭會(huì)平, 劉美艷, 孟冬立, 黃少帥 申請(qǐng)人:首鋼總公司