一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板及其生产方法。该生产方法包括：冶炼并浇铸；加热和轧制：加热温度为1200℃～1220℃，总在炉时间≥240min；第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1130～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤930℃，中间坯厚度：2.0～3.5倍成品厚度，终轧温度：830～850℃；冷却。该钢板屈服强度大于420MPa，具有低屈强比、良好的耐腐蚀性能、低温韧性、冷成型性能、焊接性能，可以免涂装使用的优点；生产工艺流程简单，生产周期短，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板及其生产方法
本专利技术涉及钢铁冶炼
，特别涉及一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板及其生产方法。
技术介绍
我国所使用的桥梁用钢从最开始的A3级逐步发展到了现在的Q500q甚至更高，传统的桥梁用钢不仅冲击韧性、焊接性、疲劳性等都不太理想，而且在耐大气、海洋腐蚀等性能上表现更差。随着现代桥梁跨度越来越大，设计时速越来越高，对桥梁结构的安全可靠性也越来越严格。这不仅对桥梁的设计者是一个巨大的挑战，对桥梁用钢的质量等级也会有更高的要求，不仅要具有高强度以满足结构轻量化要求，而且还应具有优良的低温韧性、焊接性、耐腐蚀性及疲劳性能，同时具备维护成本低、节能环保等特性，因此，综合上述性能的高性能耐候桥梁用钢的开发及应用成为桥梁用钢今后的发展趋势。专利CN105779883A公布了一种485MPa级TMCP+回火耐候桥梁钢板及生产方法，经TMCP+回火工艺得到高强度、低温韧性优良、焊接性能良好的桥梁钢。但化学成分中添加了Mo、V合金元素，需要经过回火工序，增加了成本。专利CN101403075A公布了一种屈服强度460MPa的桥梁钢板及其制备方法，经TMCP工艺得到高强度、低温韧性优良、焊接性能优良以及具有一定耐候性能的桥梁钢板。但耐腐蚀性能指数I≤6.0，不能免涂装使用。专利CN105506450A公布了一种抗震耐候桥梁钢及其制造工艺，经冶炼-连铸-加热-控制控冷-回火工艺得到高强度、低屈强比、高韧性耐候桥梁用钢。但需要经过回火工序，增加了成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板及其生产方法。本专利技术提供一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板，所述钢板的化学成分按重量百分比计包括：C：0.05～0.07％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.25～1.45％、P：≤0.015％、S：≤0.008％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.008-0.015％，Cu：0.25～0.35％，Ni：0.3-0.4％，Cr：0.4-0.5％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术提供一种上述耐候桥梁钢板的生产方法，其包括如下步骤：步骤1)、按照权利要求1所述的的化学成分冶炼，并浇铸成矩形钢锭；步骤2)、加热和轧制，其中：在加热过程中，加热温度为1200℃～1220℃，总在炉时间≥240min；轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1130～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤930℃，中间坯厚度：2.0～3.5倍成品厚度，终轧温度：830～850℃；步骤3)、冷却：控制轧制结束后，钢板进入层流冷却区域，以10～15℃/s的冷却速度冷却至610～630℃，之后进入冷床冷却。相对于现有技术，本专利技术提供的耐候桥梁钢板通过合理的化学成分设计，并采用控制轧制控制冷却工艺获得了以细小铁素体和贝氏体为主的金相组织，从而获得了一种屈服强度大于420MPa，具有低屈强比、良好的耐腐蚀性能、低温韧性、冷成型性能、焊接性能，可以免涂装使用的，同时具有制备工艺流程简单，生产周期短，生产成本低等特点的耐候桥梁钢板。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例2制备的钢带500倍金相组织图。具体实施方式本专利技术公开了一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板及其生产方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术提供一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板，所述钢板的化学成分按重量百分比计包括：C：0.05～0.07％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.25～1.45％、P：≤0.015％、S：≤0.008％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.008-0.015％，Cu：0.25～0.35％，Ni：0.3-0.4％，Cr：0.4-0.5％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术提供的耐候桥梁钢板采用低碳成分设计，降低了碳当量，保证了钢的焊接性能，控制P、S等有害元素含量，提高了低温韧性；添加微量合金元素Nb，有效抑制奥氏体晶粒长大，通过高温大压下，细化奥氏体晶粒，最终得到细小的晶粒组织，通过细晶强化和韧化作用提高钢的强度和低温韧性；添加耐腐蚀性合金Cu、Cr、Ni并控制一定比例，达到耐候特性，还可提高钢的强度；通过Ni/Cu控制，不仅可减少铸坯表面裂纹，还可提高钢的冲击韧性；添加微量稀土Ce，通过稀土的净化作用不仅提高钢的低温冲击韧性，还可以显著改善钢的耐腐蚀性能。本专利技术还提供一种上述耐候桥梁钢板的生产方法，其包括如下步骤：步骤1)、按照权利要求1所述的的化学成分冶炼，并浇铸成矩形钢锭；步骤2)、加热和轧制，其中：在加热过程中，加热温度为1200℃～1220℃，总在炉时间≥240min；轧制分为第一阶段和第二阶段轧制：第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，轧制过程中，开轧温度为1130～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其余至少有1～2道次压下率控制在25％以上；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度≤930℃，中间坯厚度：2.0～3.5倍成品厚度，终轧温度：830～850℃；步骤3)、冷却：控制轧制结束后，钢板进入层流冷却区域，以10～15℃/s的冷却速度冷却至610～630℃，之后进入冷床冷却。上述生产工艺中，步骤1)是冶炼和浇铸的工序，其具体可以为：将准备好的低磷(≤0.010％)、低硫(≤0.005％)、低氧(≤0.0040％)、低氮(≤0.0060％)优质废钢和计算配好的其他合金加入实验室100kg真空冶炼炉，抽真空后启动进行熔化冶炼，待熔化后浇铸到矩形钢模中，浇铸成尺寸为220×250×300mm的矩形钢坯。步骤2)和3)是将钢坯加工成钢板的过程，其中加热和轧制的工序具体可以为：用机械手将钢坯装入高温电阻炉中。加热温度1200℃～1220℃，总在炉时间≥240min，确保钢坯温度均匀，待钢坯达到加热要求时，用机械手将钢坯送往φ750×550mm实验轧机。采用两阶段控制轧制工艺，即奥氏体再结晶区轧制和奥氏体未再结晶区轧制。在奥氏体再结晶区轧制时，开轧温度为1130～1180℃，第1～2道次压下量应大于10％，其次至少有1～2道次压下率控制在25％以上，用以充分细化原始奥氏体晶粒；在奥氏体未再结晶区轧制时，此阶段的轧制使奥氏体伸长，晶界面积增加，同时变形导致晶粒内部导入大量的变形带，其后相变时形核密度和形核点增多，晶粒进一步细化。设定开轧温度≤930℃，中间坯厚度：2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比计包括：C：0.05～0.07％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.25～1.45％、P：≤0.015％、S：≤0.008％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.008‑0.015％，Cu：0.25～0.35％，Ni：0.3‑0.4％，Cr：0.4‑0.5％，Als：0.024‑0.034％，稀土Ce：0.0005‑0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度420MPa级稀土耐候桥梁钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比计包括：C：0.05～0.07％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.25～1.45％、P：≤0.015％、S：≤0.008％，Nb：0.025～0.035％，Ti：0.008-0.015％，Cu：0.25～0.35％，Ni：0.3-0.4％，Cr：0.4-0.5％，Als：0.024-0.034％，稀土Ce：0.0005-0.0030％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.一种如权利要求1所述的耐候桥梁钢板的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)、按照权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄，高军，吴章忠，王雪莲，黄利，姜秉坤，卢晓禹，王海明，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15