[發(fā)明專利]一種低內(nèi)應(yīng)力焊接性能優(yōu)良的750MPa級橋梁鋼及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210572074.7
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114752724B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董中波;卜勇;習(xí)天輝;劉文斌;余宏偉;童明偉;張開廣;杜濤;梁寶珠
• 申請（專利權(quán)）人: 寶武集團(tuán)鄂城鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02;C21C7/064;C21D1/30;C21D8/02;C21D9/00;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/58
• 代理公司: 黃石市三益專利商標(biāo)事務(wù)所 42109
• 代理人: 滕金葉

本發(fā)明涉及一種低內(nèi)應(yīng)力焊接性能優(yōu)良的750MPa級橋梁鋼及其制備方法，所述橋梁鋼是由下述質(zhì)量百分比含量的元素組成：C：0.085～0.125%，Si：≤0.16%，Mn：1.75～1.95%，P：≤0.010%，S：≤0.003%，Ni：0.35～0.48%，Cr：0.18～0.38%，Cu：0.24～0.46%，W：0.15～0.35%，Nb：0.035～0.065%，V：0.015～0.022%，Ti：0.008～0.022%，Ca：0.003～0.006%，Als：0.010～0.035%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素，并同時滿足下述關(guān)系式：（1）0.438%≤CEV≤0.575%，（2）0.438%≤CEV≤0.575%，（3）1.0×10supgt;?9/supgt;≤（Ca）×（S）≤1.8×10supgt;?9/supgt;；（4）[（Ni）+（Cu）]/2（Cu）≥1；本發(fā)明方法制造的750MPa級高性能橋梁鋼板強(qiáng)韌性高、內(nèi)應(yīng)力低、焊接性能優(yōu)良，滿足大跨度橋梁、高層建筑等鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種低內(nèi)應(yīng)力焊接性能優(yōu)良的750MPa級橋梁鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

近二十年以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需求，我國橋梁制造業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，也取得了舉世矚目的成就。橋梁工程也向大跨度、重載荷的方向飛躍發(fā)展，隨之而來的是對橋梁用鋼嚴(yán)苛的技術(shù)要求。首先是要具有高強(qiáng)韌性。要求高強(qiáng)度、高韌性，便于降低結(jié)構(gòu)自重，提高橋梁跨越能力和承受載荷；其次是功能化，如高表面質(zhì)量、低內(nèi)應(yīng)力、易焊接性能等等。對于高強(qiáng)度橋梁鋼而言，特別是500MPa級以上的高強(qiáng)度橋梁鋼，因為采用TMCP工藝生產(chǎn)，鋼板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力較大，用戶加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)頭尾翹曲、縱向旁彎、局部變形等問題，給施工造成很大的麻煩，也給橋梁安全帶來隱患；鋼材焊接熱影響區(qū)特別是熔合區(qū)和粗晶區(qū)是整個焊接接頭的薄弱地帶，焊接熱影響區(qū)的脆化常常是引起焊接接頭開裂和脆性破壞的主要原因。由于熱影響區(qū)上微觀組織分布是不均勻的，甚至在某些部位出現(xiàn)其強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材的情況，高強(qiáng)度鋼板焊接后，焊接接頭熱影響區(qū)容易發(fā)生嚴(yán)重的脆化，因而焊接熱影響區(qū)成為整個接頭的一個薄弱部位。但焊接熱影響區(qū)的韌性不可能像焊縫那樣利用添加微量合金元素的方法加以調(diào)整和改善，它是材質(zhì)本身所固有的，故只能通過提高材質(zhì)本身的韌性和某些工藝措施在一定范圍內(nèi)加以改善。

在本發(fā)明提出之前，有部分相似同類技術(shù)產(chǎn)品，強(qiáng)度級別較低、內(nèi)應(yīng)力大加工性能差、熱影響韌區(qū)韌性較差、還有的成本過高，不能滿足大跨度、重載荷、鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程對橋梁用鋼的強(qiáng)韌性及功能化要求。

中國專利“直接淬火型屈服800MPa級結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法”，專利申請?zhí)?01811524865.2，公開了一種直接淬火型屈服800MPa?級結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法，鋼板化學(xué)成分組成及其質(zhì)量百分含量為：C：0.05～0.09%，Si：0.16～0.20%，Mn：1.05～1.15%，P≤0.01%，S≤0.005%，Nb：0.015～0.025%，Cr：0.45～0.55%，Ni：0.3～0.4%，B：0.001～0.0015%，Ti：0.01～0.02%，Alt：0.02～0.05%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；生產(chǎn)方法包括冶煉、連鑄、加熱、軋制、在線直接淬火、回火空冷工序。該發(fā)明鋼板具有低碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感性指數(shù)，低溫沖擊韌性和焊接性優(yōu)良，可用于水電站、船舶、海洋平臺和工程機(jī)械等領(lǐng)域。該鋼采用直接淬火工藝生產(chǎn)，添加較多的淬透性元素Cr、B，鋼板屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度非常接近，屈強(qiáng)比YR較大，回火后，屈服強(qiáng)度升高，抗拉強(qiáng)度降低，YR進(jìn)一步增加，一般會大于0.90，因而只能用于制造工程機(jī)械、水電站、船舶等不要求屈強(qiáng)比的行業(yè)。而橋梁鋼大多要求屈強(qiáng)比，高強(qiáng)度鋼的屈強(qiáng)比一般要求在0.88以下。因此，該發(fā)明鋼不適用于橋梁工程。