[發明專利]屈服強度690MPa級橋梁用結構鋼板及其生產方法

有效

• 申請號: 201510407828.3
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN104988429B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 劉敏;鄒德輝;黃海娥;程吉浩;董中波;羅毅;郭斌
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明屬于冶金工業中橋梁用結構鋼技術領域，具體涉及一種屈服強度690MPa級橋梁用結構鋼板及其生產方法。

背景技術

隨著我國交通建設的飛速發展，橋梁的跨徑、運營荷載、行車速度等均在逐步提高，因而對橋梁鋼提出更高的技術要求。順應橋梁工程發展需要的高強高韌、優異焊接性能、抗疲勞性能以及良好耐候性能的高性能橋梁鋼將是其發展的主要方向。使用強度級別高的鋼材能夠較好地滿足大跨度鋼橋或某些受力大的結構需求，減輕鋼板厚度和減少普通強度級別鋼材的用量，在滿足使用要求的同時能夠降低橋梁自重，從而實現大跨度化、減少焊縫和節點以及改善作業性能；同時，從提高橋梁鋼焊接性能的角度出發，還要求降低橋梁鋼的碳當量和焊接裂紋敏感系數來提高焊接性能。而優異的焊接性能能夠實現焊前不預熱和焊后不需要熱處理，簡化焊接工藝，降低成本。

經檢索，申請號為201110123433.2的中國發明專利公開了一種橋梁結構鋼及其生產方法，所得的橋梁結構鋼的化學成分按重量計包含：C：0.11～0.16％、Si：0.10～0.45％、Mn：1.35～1.70％、S≤0.010％、P≤0.020％、Nb：0.025～0.060％、Ti：0.008～0.030％、V：0.025～0.080％、Ni：0.10～0.50％、Als：0.015～0.060％、N≤40×10^-6、O≤40×10^-6、H≤2×10^-6，其余為鐵和不可避免的雜質，Als表示酸溶鋁。該發明鋼板的屈服強度不低于370MPa，抗拉強度不低于510MPa，屈強比不高于0.75，斷后伸長率不低于30％，-40℃縱向AKV不低于240J，能滿足高速復線鐵路橋梁的制造要求，也可推廣用于建筑、交通、海洋平臺等工程結構。該發明的不足之處在于強度過低，同時碳含量過高，碳含量的升高會增加鋼板的碳當量，難以保證鋼板良好的焊接性能。

申請號為201210239313.3的中國發明專利公開了一種超寬薄規格橋梁用結構鋼板及其生產方法，所述超寬薄規格橋梁用結構鋼板的化學成分按重量計包含：C：0.12～0.17％、Si：0.20～0.45％、Mn：1.25～1.50％、S≤0.010％、P≤0.020％、Nb：0.010～0.040％、Ti：0.008～0.030％、Als：0.015～0.050％、N≤40×10^-6、O≤20×10^-6、H≤2×10^-6，其余為鐵和不可避免的雜質。該發明方法包括以下步驟：冶煉和鑄造，在冶煉和鑄造過程中，采用轉爐或電爐冶煉，鑄造采用連鑄或模鑄。一方面，該發明的鑄造的成本較高，另一方面，生產的鋼板屈服強度僅為350～400MPa，同時含碳量高達0.12％～0.17％。

對已公開的專利和文獻分析發現，目前橋梁用結構鋼主要存在兩個問題：一是強度級別較低，多集中于500MPa以下橋梁鋼的研究；二是發明鋼種的含碳量高，這嚴重影響了橋梁鋼的可焊接性，增加了橋梁建造成本。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種屈服強度690MPa級橋梁用結構鋼板及其生產方法，以連鑄坯為基礎，通過合理控制鋼板成分、軋制工藝、冷卻工藝和調質工藝的方法來生產制造焊接性能良好屈服強度為690MPa橋梁用結構鋼板。本發明的突出優勢在于大大提高了橋梁鋼的屈服強度，減輕鋼板厚度和減少普通強度級別鋼材的用量，在滿足使用要求的同時能夠降低橋梁自重，從而實現橋梁大跨度化，另一方面在提高橋梁鋼屈服強度的同時，還大大降低了Pcm和CEV，改善了橋梁鋼的焊接性能，簡化了焊接工藝。

為實現上述目的，本發明所設計的屈服強度690MPa級橋梁用結構鋼板，其化學成分的重量百分數為：C：0.040～0.080％，Si：0.20～0.25％，Mn：1.50～1.65％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Nb：0.040～0.050％，Ti：0.006～0.018％，Cr：0.25～0.35％，Mo：0.25～0.30％，Cu：0.30～0.40％，Ni：0.20～0.30％，其余為Fe及不可避免的夾雜，為了保證本發明中橋梁用鋼獲得良好的焊接性能和強韌性能，其化學成分還需要滿足：焊接裂紋敏感性組合Pcm≤0.22，碳當量CEV≤0.50，10C+4Mn+Cr＝6.5～7.5；其中，

Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B，