[發明專利]一種含Mo的高性能橋梁耐候鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201210027231.2
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN102534417A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 朱苗勇;曹波;高新亮;夏政海;付貴勤;張永東
• 申請（專利權）人: 東北大學;湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C21D8/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于低合金鋼制造領域，具體涉及一種含Mo的高性能橋梁耐候鋼及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的快速發展，國家加大了對交通運輸行業的投入，各種橋梁的建設也帶動了對橋梁鋼的需求，這些工程在加大了對橋梁鋼需求的同時，對橋梁鋼的性能也提出了更高的要求，不但要求其具有較高的強度、韌性和良好的焊接性能，有的還要求其有一定的耐候性。傳統的高強度橋梁鋼不僅沖擊韌性、焊接性和耐疲勞性較差，而且不能耐大氣和海水腐蝕，因此，國內外材料工作者提出了高性能鋼（High?Performance?Steel，HPS）的概念，高性能鋼材主要是指材料的某項或幾項性能較傳統鋼材得到改善，除了具備較高強度外，鋼材的焊接性能和低溫韌性，尤其是耐腐蝕性能有較大幅度提高。

傳統工藝大多采用調制處理，即淬火+回火的工藝制備高性能橋梁鋼，其成本較高，為此，人們發展出了通過控軋控冷制備高性能橋梁鋼的工藝，采用這種工藝制成的高性能橋梁鋼具有成本低，板長度更長和力學性能優良的特點。

專利號為CN200510045624.6的中國專利公開了一種低合金耐候鋼，可用于鐵路、橋梁和車輛等長期暴曬在大氣條件下使用的結構鋼，該鋼材的C含量為0.12～0.21%，碳含量過高惡化了鋼的低溫沖擊性能和焊接性能，Al含量≤0.2%，含量較高，對煉鋼和軋制造成諸多不便。

專利號為CN200810046963.X的中國專利公開了一種屈服強度大于450MPa超低碳熱軋耐候鋼，該鋼中C含量0.01～0.05%，達到了超低碳水平，且具有較高的強度、良好的低溫沖擊性能和焊接性能，但是Mn含量1.50～1.90%，容易產生帶狀組織，產生力學性能明顯的差異性。

專利號為US6315946的美國專利，公開了一種超低碳貝氏體耐候鋼，采用控軋的方法制備，其屈服強度≥450MPa，-35℃低溫沖擊功≥40J，該鋼的C含量為0.015～0.035%，做到了超低碳水平，但是為了促進貝氏體轉變，向鋼中添加了0.0015～0.003%的硼元素，硼易在晶界產生偏析，造成鑄坯表面裂紋缺陷。

專利號為CN201010606201.8的中國專利公開了一種高韌性高耐候性橋梁鋼，該鋼為超低碳鋼，采用TMCP軋制工藝，-60℃低溫沖擊功≥300J，具有優良的低溫韌性，但耐蝕性能較差，其耐腐蝕系數I≤6.1。

發明內容：

針對現有的橋梁鋼存在的力學性能、焊接性能和耐大氣腐蝕性能差，C含量過高的缺點，本發明提供含Mo的高性能橋梁耐候鋼及其制備方法，本發明的橋梁鋼的強度級別高于傳統橋梁鋼，具有低成本、低屈強比的特點，同時具有優良的低溫沖擊韌性、焊接性能和耐大氣腐蝕性，并采用超低碳設計。

一種含Mo的高性能橋梁耐候鋼，其化學組成，按質量百分比為：C?0.02～0.05%，Si?0.20～0.30%，Mn?1.0～1.50%，P≤0.02%，S≤0.010%，Cu?0.20～0.40%，Cr?0.40～0.60%，Ni?0.20～0.40%，Mo?0.1～0.30%，Nb?0.04～0.07%，Ti?0.005～0.015%，Al≤0.02%，余量為Fe及雜質。

本發明的含Mo的高性能橋梁耐候鋼，屈服強度≥450MPa，抗拉強度≥600MPa，延伸率≥25%，屈強比≤0.77，-40℃低溫沖擊功≥250J，其焊接冷裂紋敏感性系數Pcm<0.16，ASTM?G101-01耐腐蝕指數I>6.4。

制備上述含Mo的高性能橋梁耐候鋼，按照以下步驟進行：

首先將化學組成，按質量百分比為：C?0.02～0.05%，Si?0.20～0.30%，Mn?1.0～1.50%，P≤0.02%，S≤0.010%，Cu?0.20～0.40%，Cr?0.40～0.60%，Ni?0.20～0.40%，Mo?0.1～0.30%，Nb?0.04～0.07%，Ti?0.005～0.015%，Al≤0.02%，余量為Fe及雜質的鋼坯加熱到1150～1200℃，保溫30-60min，使其充分奧氏體化，并使得鋼中的微合金元素充分固溶；

然后采用兩階段軋制，第一段的粗軋開軋溫度1050～1070℃，累計壓下率≥50%，第二階段精軋的開軋溫度900-950℃，終軋溫度800～850℃，累計壓下率≥70%，軋制后噴水冷卻至480～550℃，然后空冷至室溫。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是: