[發(fā)明專利]高韌性窄屈服強度橋梁管樁用中厚鋼板及其生產(chǎn)方法

無效

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• 申請日: 2014-11-29
• 公開（公告）號: CN104480392A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王彥鋒;楊永達(dá);王立峰;周德光;白學(xué)軍;王根磯;鄭會平;劉美艷;孟冬立;黃少帥
• 申請（專利權(quán)）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁管樁結(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度橋梁管樁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度范圍的管樁工程結(jié)構(gòu)用中厚鋼板。

背景技術(shù)

現(xiàn)代經(jīng)濟社會和交通的發(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。鋼管樁作為支撐橋梁結(jié)構(gòu)總重的基礎(chǔ)，決定了該類鋼種必須具有穩(wěn)定的強度、韌性和良好的可焊性等性能指標(biāo)。這對于保證交通運輸安全、提高橋梁使用壽命具有重要意義。

橋梁工程管樁用鋼普遍應(yīng)用屈服強度345MPa級的低合金熱軋板卷，厚度不大于20mm，采用螺旋焊管制造鋼管樁，在相對硬土地基上施工，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，可采用斜鋼管樁結(jié)構(gòu)，深入地下百米以上，靠結(jié)構(gòu)摩擦來支撐整個橋梁。

管樁設(shè)計特點的變化，給選材帶來了新的挑戰(zhàn)，鋼板需求特點也發(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，同時受原有卷管機的能力限制，鋼管制造廠家普遍希望能夠?qū)η姸鹊牟▌臃秶M(jìn)行限定，例如要求較厚規(guī)格鋼板的屈服強度不大于400MPa，以避免高強度鋼板投料造成設(shè)備損壞。

另外，鋼管樁深入地下，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，鋼管樁也采用直縫自動埋弧焊進(jìn)行焊接，自動化程度高，焊接性能優(yōu)劣直接影響到焊接效率，良好的焊接性能對橋梁工程鋼管樁結(jié)構(gòu)用鋼的應(yīng)用至關(guān)重要。因此，開發(fā)窄屈服強度范圍、高韌性、良好的焊接性能的橋梁工程鋼管樁結(jié)構(gòu)用中厚鋼板對促進(jìn)橋梁工程建設(shè)有重大意義。

雖然業(yè)界開發(fā)了屈服強度為345MPa卷板制造橋梁等工程用鋼管樁，但是適用這種僅靠鋼管樁的結(jié)構(gòu)強度支撐橋體設(shè)計的鋼種，尤其是有較窄的屈服強度范圍，又具?有良好韌性和焊接性能的橋梁工程鋼管樁用中厚鋼板未見公開報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性窄屈服強度橋梁管樁用中厚鋼板及其生產(chǎn)方法，針對目前新型橋梁工程建設(shè)市場對管樁用鋼的需求特點，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，并具有窄屈服強度范圍的橋梁工程管樁結(jié)構(gòu)用鋼板。

本發(fā)明制備的高韌性窄屈服強度橋梁管樁用中厚鋼板，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％，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)。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，屈服強度345～400MPa，抗拉強度≥470MPa，-40℃縱向沖擊功≥100J，延伸率≥25％，鋼板微觀組織為鐵素體+珠光體組織。

其生產(chǎn)工藝具體如下：

1、加熱制度：將鋼坯加熱到1150～1200℃，保證鋼坯在爐時間≥250min。

2、軋制工藝：采用寬度2000mm～2400mm，厚度300～400mm的連鑄坯，軋制分為兩階段，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℃，終軋溫度在860～880℃；軋后不水冷。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：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，而且此時鋼的變形抗力低，軋機容易實現(xiàn)，生產(chǎn)效率高，相對于正火鋼成本低；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。

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樁用鋼對各項力學(xué)性能的要求：厚度范圍40～60mm，屈服強度穩(wěn)定在345～400MPa，抗拉強度≥470MPa，‐40℃低溫沖擊功穩(wěn)定達(dá)到≥100J，能夠滿足橋梁工程管樁結(jié)構(gòu)用中厚鋼板對窄屈服強度、低溫沖擊和焊接性能的要求。

具體實施方式

實施例1