本發(fā)明屬于低碳結(jié)構(gòu)鋼控制軋制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種耐候結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法。尤其是提供了一種8～100mm具有良好低溫韌性的耐候結(jié)構(gòu)鋼板生產(chǎn)方法，可用于制造公路橋梁及鐵路橋梁裸裝結(jié)構(gòu)桿件。通過添加耐候性元素Cu、Ni、Cr、P等耐候性元素，明顯提高鋼板的耐腐蝕性能。
背景技術(shù)：
：從20世紀(jì)初至今，美、德、英、日各國對耐候鋼進(jìn)行了深入的研究。20世紀(jì)30年代，美國公司首先研制成功了耐腐蝕高強(qiáng)度含銅低合金鋼Corten鋼。相對于普通鋼，耐候鋼在抗大氣腐蝕有更高的有效性，相對于不銹鋼，它又具有更好的經(jīng)濟(jì)性。1964年美國首次將耐候鋼應(yīng)用到新澤西高速公路的橋梁上。德國與英國分別是從1969年、1970年開始建造耐候鋼橋。1983年建成耐候鋼斜拉橋，隨后耐候鋼在橋梁上得到大規(guī)模的采用。從整個使用期來衡量，耐候鋼橋的費(fèi)用相對于普通鋼橋的費(fèi)用較低?，F(xiàn)在美國的耐候鋼橋已經(jīng)占到全部鋼橋的大約50％，加拿大在新建的鋼橋中有90％是用耐候鋼。多年來，我國耐候橋梁鋼發(fā)展較為緩慢，2012年首次在沈陽后丁香大橋使用耐候橋梁鋼，且采用的是外部涂裝、內(nèi)部不涂裝的半裸橋，目前國內(nèi)的耐候鋼產(chǎn)品主要進(jìn)行出口，出口國家主要包括美國、加拿大、英國、德國等國家。本專利根據(jù)用戶具體需求，提供了一種厚度8～100mm的具有良好耐候性能及低溫韌性的結(jié)構(gòu)鋼板生產(chǎn)方法，可用于裸裝耐候橋梁及建筑結(jié)構(gòu)。寶山鋼鐵股份有限公司申請的公開號為CN201010113848.7發(fā)明專利耐候鋼板及其制造方法成分設(shè)計與本專利不同，該專利采用Nb、Ti微合金成分體系設(shè)計思路，通過耐候指數(shù)I≥6.0保證其耐候性，工藝采用控軋控冷，通過晶粒細(xì)化保證鋼板高強(qiáng)韌性；本專利采用無Nb、Ti的成分體系，通過耐候元素P、Cr、Cu、Ni的加入保證耐候指數(shù)I＞6.0，軋后空冷，鋼板在軋制及冷卻過程中，組織晶粒更均勻，保證鋼板組織均勻性，鋼板具有較高的塑性及韌性，可用于耐候橋梁的底座、高層建筑的墊板。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種耐候結(jié)構(gòu)鋼板及其生產(chǎn)方法，解決了鋼板低溫韌性不理想的問題。成分上通過添加耐候性元素Cu、Ni、Cr、P等元素，保證耐候指數(shù)在6.0～6.5之間，采用低碳成分，保證鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性，工藝上采用兩階段控軋工藝，軋后空冷，保證鋼板組織晶粒均勻,解決了因混晶造成沖擊韌性偏低的問題。一種耐候結(jié)構(gòu)鋼板的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比如下：C：0.03-0.10％，Si：0.20-0.50％，Mn：0.50-1.50％，P≤0.030％，S≤0.003％，Al：0.020-0.05％，Cu：0.25-0.60％，Cr：0.40-0.80％，Ni：0.20-0.60％，Mo≤0.40％，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。一種耐候結(jié)構(gòu)鋼板的生產(chǎn)方法，針對8～100mm厚規(guī)格結(jié)構(gòu)鋼板，具體步驟及參數(shù)如下:1、冶煉工藝：采用轉(zhuǎn)爐冶煉，通過頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉；采用LF爐和RH爐真空處理，降低O、H等有害氣體以及S的含量，O含量控制在15ppm以下，H含量在1.5ppm以下，S含量不大于30ppm，為保證優(yōu)良的低溫韌性，碳含量控制在0.03～0.10wt％之間，為保證耐候指數(shù)在6.0～6.5之間，添加0.25-0.60wt％的Cu、0.20-0.60wt％的Ni、0.40-0.80wt％的Cr、≤0.40wt％的Mo及≤0.030wt％的P等耐候性元素；2、連鑄工藝：設(shè)計連鑄坯坯型尺寸，厚度規(guī)格為250～400mm，寬度在1800～2400mm；3、加熱工藝：鋼坯冷裝入爐，加熱溫度在1050℃～1150℃之間，加熱時間在180min～300min，出爐后進(jìn)行高壓水除鱗；4、軋制工藝：采用雙機(jī)架兩階段控軋工藝，粗軋階段溫度980～1050℃，保證最大粗軋道次壓下率≥20％，連續(xù)軋制到控溫厚度后放鋼，精軋開軋溫度900～950℃，終軋溫度在750℃～800℃之間，軋后空冷。生產(chǎn)的鋼板屈服強(qiáng)度達(dá)到＞335MPa，抗拉強(qiáng)度＞470MPa，-40℃心部縱向沖擊功＞120J，生產(chǎn)的耐候結(jié)構(gòu)鋼具有優(yōu)良的耐大氣腐蝕性能及良好的低溫沖擊韌性。采用該方法的依據(jù)是：生產(chǎn)耐候結(jié)構(gòu)鋼板時，為保證鋼板具有較好的耐候性，向鋼中添加適量的Cu、Ni、Cr、Mo等耐候性合金元素，保證耐候指數(shù)I＞6.0。為保證鋼板具有較好的塑性及韌性，采用低碳成分設(shè)計。為提高鋼板沖擊韌性，通過軋后空冷提高鋼板組織晶粒均勻性，保證鋼板較高的塑性及沖擊韌性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1)生產(chǎn)厚度規(guī)格8～100mm鋼板，采用了轉(zhuǎn)爐煉鋼—連鑄—軋鋼板鋼，生產(chǎn)流程簡單，生產(chǎn)效率高，成本低廉；2)成分設(shè)計未添加Nb、V、Ti等微合金元素，加熱時不需要考慮Nb、Ti等微合金固溶，可降低加熱溫度和在爐時間，鋼板組織不存在混晶現(xiàn)象，沖擊韌性更穩(wěn)定，波動較小，-40℃沖擊功＞120J。3)成分設(shè)計添加了Cu、Ni、Cr、Mo、P等耐候性元素，保證鋼板具有較好的耐候性，同時通過固溶強(qiáng)化提高了鋼板強(qiáng)度，相比普通結(jié)構(gòu)鋼具有更優(yōu)良的耐腐蝕性能。附圖說明圖1為30mm厚耐候結(jié)構(gòu)鋼板厚度1/4處金相組織示意圖。圖2為30mm厚耐候結(jié)構(gòu)鋼板厚度1/2處金相組織示意圖。圖3為80mm厚耐候結(jié)構(gòu)鋼板厚度1/4處金相組織示意圖。圖4為80mm厚耐候結(jié)構(gòu)鋼板厚度1/2處金相組織示意圖。具體實(shí)施方法實(shí)施例1按照本發(fā)明提供的成分設(shè)計和生產(chǎn)工藝，提供了30mm厚耐候結(jié)構(gòu)鋼板的生產(chǎn)實(shí)例。除本說明書已經(jīng)說明的外，本實(shí)施例采用連鑄坯尺寸250mm×1800mm×3200mm，成品鋼板尺寸為30mm×2500mm×L(長度)，冷裝入爐，加熱溫度1150℃，雙機(jī)架兩階段控軋，粗軋階段軋制溫度1000～1030℃，連續(xù)軋制至待溫厚度70mm放鋼，精軋開軋溫度950℃，終軋溫度780℃，軋后空冷。鋼板化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能見表2，金相組織見附圖1和附圖2。表130mm鋼板的化學(xué)成分(重量，％)CSiMnPSAltCuNiCrMo0.080.261.480.0120.00120.0350.350.300.500.15表2力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果實(shí)施例2按照本發(fā)明提供的成分設(shè)計和生產(chǎn)工藝，提供了80mm厚耐候結(jié)構(gòu)鋼板的實(shí)例。除本說明書已經(jīng)說明的外，本實(shí)施例采用連鑄坯尺寸300mm×2400mm×3900mm，成品鋼板尺寸為80mm×3000mm×L(長度)，冷裝，加熱溫度1150℃，雙機(jī)架兩階段控軋，粗軋階段軋制溫度990～1020℃，連續(xù)軋制至待溫厚度160mm放鋼，精軋開軋溫度900℃，終軋溫度760℃，軋后空冷。鋼板化學(xué)成分見表3，力學(xué)性能見表4，金相組織見附圖3和附圖4。表380mm鋼板的化學(xué)成分(重量，％)CSiMnPSAltCuNiCrMo0.080.261.480.0120.00120.0350.350.350.450.10表4力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果當(dāng)前第1頁1 2 3