一种屈服强度500MPa级焊接结构钢及制备方法，属于低合金结构钢控制轧制技术领域。焊接结构钢化学成分按质量百分比为：C：0.05～0.07％、Si≤0.3％、Mn：1.5～1.6％、P≤0.012％、S≤0.005％、Cu：0.3～0.35％、Ni：0.40～0.50％、Cr：0.30～0.4％、Mo：0.25～0.30％、Nb：0.03～0.04％、Ti≤0.02％、Alt≤0.04％，余量为Fe及杂质。步骤主要通过钢坯加热，两阶段控轧工艺，轧后待温，钢板堆冷≥24小时后，450～550℃回火处理。优点在于：具有低Pcm，保证了具有优良的焊接性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低合金结构钢控制乳制
，特别涉及一种屈服强度500MPa级 焊接结构钢及制备方法。尤其涉及一种TMCP+T态，具有屈服强度500MPa以上，集高韧性、 低屈强比及耐候和易焊接性能于一体的高性能焊接结构钢及生产方法，用于大跨度、重载 钢结构制造。
技术介绍
随着中国高速铁路建设，中国铁路桥梁确立了大跨度、重载、高度的发展过程，实 现了双片梁六车道、300公里/小时过跨的世界纪录，桥梁跨度突破500米，目前中国在铁路 桥梁设计、制造、安装施工及铁路桥梁钢标准上全面处于国际领先水平。桥梁跨度、载荷的 增加，导致对钢板性能要求日益提高，在强度要求提高的同时，对钢板低温韧性和焊接性能 提出了更高要求，同时在安全性上也越来越严格，又要求钢板具有较低的屈强比；为了适应 城市、沿海等大气腐蚀环境，要求钢结构本身有一定的耐大气腐蚀性能。 申请号2010102187851公开了沙钢提出的一种热乳态屈服强度500MPa级耐候桥 梁钢及其制造方法。该专利技术主要采用控乳控冷工艺制备该耐候桥梁钢，该钢的化学成分含 有较高的Cr (0. 40%~1. 0% )，Cr含量高对焊接性能带来不利影响；不进行回火热处理，钢 板无法消除钢板残余应力，对改善钢板止裂性能和切割下料板形控制也不利。 本专利技术提供一种集安全性、高强韧性、易焊接、耐候性及良好加工性能于一体的高 性能焊接结构钢及生产方法，满足大跨度、重载及安全性要求的钢结构制造需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决了 止裂性能和焊接性能差的问题。 -种屈服强度500MPa级焊接结构钢，化学成分按质量百分比为：C :0.05~ 0· 07%、Si 彡 0· 3%、Mn :1· 5 ~I. 6%、P 彡 0· 012%、S 彡 0· 005%、Cu :0· 3 ~0· 35%、Ni : 0. 40 ~0. 50%、Cr :0. 30 ~0. 4%、Mo :0. 25 ~0. 30%、Nb :0. 03 ~0. 04%、Ti 彡 0. 02%、 Alt彡0. 04%，余量为Fe及杂质。 要求焊接裂纹敏感性指数 Pcm 彡 0· 21 %，其中 Pcm = C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/6 0+Cr/20+Mo/15+V/10+5B。 成分上通过低碳成分体系，满足低Pcm(彡0. 21% )要求保证易焊接性能；添加适 当的Cr、Ni、Cu合金，保证钢板耐大气腐蚀性能；通过Nb的细晶强化和控乳控冷工艺保证 钢板的高强韧性和低屈强比特点；通过回火热处理消除钢板残余应力，改善钢中针状铁素 体形貌，从而改善钢板止裂性能和加工性能。 -种屈服强度500MPa级焊接结构钢的制备方法，具体步骤及参数如下： 1、钢坯加热温度1150~1170°C，在炉时间260~390min ; 2、采用双机架两阶段控乳工艺，粗乳阶段终乳温度不低于950°C ;精乳阶段，待温 厚度为I. 8~2. O倍的成品厚度，开乳温度不大于930°C，终乳温度820°C~850°C ; 3、乳后待温，钢板温度达到760~730 °C时放钢进入ACC冷却，终冷温度400~ 500°C;钢板堆冷多24小时后，450~550°C回火处理，在炉时间的分钟数值=以毫米计的钢 板厚度数值*2。 本专利技术生产的钢板屈服强度达到彡500MPa，抗拉强度630~730MPa，屈强比 < 0. 86, -40°C纵向冲击功彡200J，Pcm低于0. 21%。焊接性能良好，耐大气腐蚀性指数 (I)满足ASTM GlOl不低于6,具有耐大气腐蚀性能，能够满足钢材对结构安全性、易焊 接、高强韧性及工程型防断等性能要求。其中= 26. 01(% Cu)+3. 88(% Ni)+1.20( % Cr)+1. 49(% Si)+17. 28(% P)-7. 29(% Cu) (% Ni)-9. 10(% Ni) (% P)-33. 39(% Cu)2。 采用该方法的依据是：发挥铌的细晶强化作用，通过控乳控冷使低碳含铌钢获得 较高的强韧性；采用较低的开冷温度，使钢中得到一定量的先析铁素体，使钢板获得较低的 屈强比；回火处理可以消除钢板残余应力，降低钢板切割下料变形几率，同时乳制后钢板形 成的针状铁素体中的板条束钝化，可以大幅提高钢板工程型防断性能（即无塑性转变温度 Tndt不高于 _45°C )。 本专利技术的优点在于： 1)该钢具有低Pcm，保证了具有优良的焊接性能；钢板耐大气腐蚀性指数不低于 6,具有一定的耐大气腐蚀性能；相比于传统控乳控冷或调质状态下的同级别工程结构钢的 综合服役性能更优良，可满足大跨度、重载环境下桥梁等钢结构工程用钢要求。 2)在本专利技术设计的工艺条件下，易焊接结构钢板各项力学性能指标良好，屈服强 度彡500MPa，抗拉强度630~730MPa，-40°C冲击功彡200J，屈强比彡0· 86, T彡-45°C。【具体实施方式】 实施例1-实施例4中参数见表1-表3。 表1各实施例的还料化学成分（wt % ) 表2各实施例的生产工艺 表3各实施例钢板性能【主权项】1. 一种屈服强度500MPa级焊接结构钢，其特征在于，化学成分按质量百分比为：C: 0· 05 ~0· 07%、Si彡 0· 3%、Μη:1· 5 ~1. 6%、P彡 0· 012%、S彡 0· 005%、Cu:0· 3 ~ 0. 35%、Ni:0. 40 ~0. 50%、Cr:0. 30 ~0. 4%、Mo:0. 25 ~0. 30%、Nb:0. 03 ~0. 04%、 Ti彡0.02%、Alt彡0.04%，余量为Fe及杂质。2. 根据权利要求1所述的结构钢，其特征在于，焊接裂纹敏感性指数Pcm< 0. 21 %，其 中Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B。3. -种权利要求1所述的结构钢的制备方法，其特征在于，具体步骤及参数如下： 1) 钢坯加热温度1150~1170°C，在炉时间260~390min; 2) 采用双机架两阶段控乳工艺，粗乳阶段终乳温度不低于950°C;精乳阶段，待温厚度 为1. 8~2. 0倍的成品厚度，开乳温度不大于930°C，终乳温度820°C~850°C; 3) 乳后待温，钢板温度达到760~730°C时放钢进入ACC冷却，终冷温度400~500°C; 钢板堆冷多24小时后，450~550°C回火处理，在炉时间的分钟数值=以毫米计的钢板厚度 数值*2。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，钢板屈服强度达到多500MPa，抗拉强度 630~730MPa，屈强比彡0. 86, -40°C纵向冲击功彡200J，Pcm低于0. 21% ;耐大气腐蚀性 指数（I)满足ASTMG101不低于6。【专利摘要】，属于低合金结构钢控制轧制
焊接结构钢化学成分按质量百分比为：C：0.05～0.07％、Si≤0.3％、Mn：1.5～1.6％、P≤0.012％、S≤0.005％、Cu：0.3～0.35％、Ni：0.40～0.50％、Cr：0.30～0.4％、Mo：0.25～0.30％、Nb：0.03～0.04％、Ti≤0.02％、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种屈服强度500MPa级焊接结构钢，其特征在于，化学成分按质量百分比为：C：0.05～0.07％、Si≤0.3％、Mn：1.5～1.6％、P≤0.012％、S≤0.005％、Cu：0.3～0.35％、Ni：0.40～0.50％、Cr：0.30～0.4％、Mo：0.25～0.30％、Nb：0.03～0.04％、Ti≤0.02％、Alt≤0.04％，余量为Fe及杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦锋，杨永达，王立峰，周德光，狄国标，白学军，韩承良，马长文，孟冬立，刘美艳，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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