[發明專利]屈服強度450MPa級橋梁用熱軋鋼板及其制造方法

在審

• 申請號: 201410694753.7
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN105695869A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 劉歡;韓孝永;郭園園;王慧娟;李建華;顏士權;王海軍
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及一種熱軋鋼板，特別涉及屈服強度450MPa級橋梁用熱軋鋼板及其制造方法，于鐵基合金技術領域。

背景技術

鋼鐵企業在制造橋梁結構用鋼時，目前，對其化學成份的設計有兩種常規思路，一是“高碳低錳”，二是“低碳高錳”。在市場競爭劇烈的當今，采用“高碳低錳”化學成份設計思路是鋼鐵企業降低其生產成本的有效手段，不少鋼鐵企業采用這種成份的設計思路。

鑒于到橋梁結構用鋼在嚴寒極地的使用環境條件，橋梁結構用鋼需要有良好的抗低溫沖擊性能，在低生產成本情況下，穩定批量制造出抗-60℃的低溫沖擊性能是對橋梁結構用鋼的是鋼鐵企業一個技術難題。

現有技術中公開了抗低溫沖擊性能的橋梁鋼的設計成份，但已公開的技術中橋梁鋼抗沖擊性能是在-40℃下的低溫，未見公開在-60℃下的抗沖擊性能的橋梁結構用鋼的技術。

中國專利申請201010576668.2，名稱為“一種低成本Q420qE橋梁用鋼板的生產方法”的公開了一種橋梁用鋼板及其生產方法，該橋梁用鋼板按重量百分比含有：C：0.14～0.17％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.40～1.60％，Nb：0.035～0.05％，Ti：0.005～0.02％，S≤0.005％，P≤0.02％，Als：0.020～0.06％，余量為Fe及不可避免的雜質。該鋼含有較高的硅、錳等元素，并需向鋼中加入鈮等微合金元素，成本較高，不能滿足鋼鐵企業對低成本制造的需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，需要提供屈服強度450MPa級橋梁用熱軋鋼板及其制造方法，本發明通過采用合適的成分設計和熱軋工藝設計，在降低制造成本的同時，保證了材料的性能，具有良好的加工成型性能、良好的抗低溫沖擊性能，滿足橋梁用熱軋鋼板在-60℃嚴寒極地的使用要求。

本發明的目的是提供屈服強度450MPa級橋梁用熱軋鋼板及其制造方法，解決現有的橋梁用熱軋鋼板存在的添加貴重合金元素造成成本增加、-60℃抗沖擊性能低的技術問題。

本發明采用的技術方案是：

屈服強度450MPa級橋梁用熱軋鋼板，其化學成分重量百分比為：C：0.12%-0.155%，Si：0.20%-0.40%，Mn：1.20%-1.40%，Mn/C≥9.0，P≤0.018%，S≤0.010%，AL：0.015%-0.050%，Ti：0.02%-0.03%，余量為鐵和不可避免夾雜。

本發明所述的屈服強度450MPa級橋梁用熱軋鋼板的化學成分限定在上述范圍內的理由如下：

碳：碳能夠強化鋼材強度，控制在該范圍，碳能夠形成碳化物和馬氏體組織，起到固溶強化作用，提高鋼材的強度。本發明設定的C含量為0.12%～0.155%。

硅：硅在鋼材中也是強化元素，另外也是脫氧元素。但其含量不可過高，否則會降低鋼材的韌性和焊接性能。對橋梁鋼而言，保證鋼材的韌性和焊接性能是最關鍵的技術和質量要求，因此，硅含量不能過高。本發明限定Si含量為0.20%～0.40%。

錳：錳是該橋梁鋼中主要的強化和韌性化元素。對于本發明的常規成份體系的橋梁鋼而言，錳的設計相當重要，橋梁鋼的強度和韌性，主要依靠錳來保證。錳含量每提高1%，則鋼材的抗拉強度可提高100MPa，但如果錳含量太高，一則增加成本，二則降低鋼材的韌性，這對橋梁鋼而言是不允許的。本發明限定Mn含量范圍為1.20%～1.40%。

申請人在制造橋梁用鋼的過程中，意外發現了一種現象，即當橋梁用鋼的化學成份中的碳質量含量≥0.12%，同時錳質量含量≥1.20%，并且錳碳質量含量比（Mn/C）≥9.0時，則在該化學成份體系下的橋梁用鋼的抗-60℃下的沖擊性能（沖擊功）達到一個較高值（達到90J以上），遠高于要求值（要求在-60℃以下，抗沖擊功≥47J），這樣在成份設計過程中，就不需要考慮過多的微合金參與，保證了低的生產成本。

但在相同的成份體系下，如果碳含量C<0.12%，同時錳含量<1.20%，即使錳碳比≥9.0，那么材料在-60℃時的沖擊性能（沖擊功）將低于指標的要求（要求在-60℃以下，抗沖擊功≥47J）。例如在設計時，碳含量為0.114%，錳含量為1.12%，錳碳比為9.8，則在-60℃時的沖擊性能（沖擊功）為37.3J，不能滿足使用要求。