一种桥梁用不锈钢复合钢板及其生产方法技术

本发明专利技术提供一种桥梁用不锈钢复合钢板及其生产方法，钢板成分按重量百分比计：基层：C：0.02％‑0.06％、Si：0.20％‑0.45％、Mn：0.40％‑0.60％、P≤0.020％，S≤0.005％、Nb：0.01％‑0.03％、Ti：0.01％‑0.03％、Ni：0.05％‑0.15％、Cr：0.1％‑0.2％、Als：0.005％‑0.045％，其余为Fe及不可避免杂质；复层：C：0.04％‑0.06％、Si：0.4％‑0.6％、Mn：1.00％‑1.60％、P≤0.020％，S≤0.015％，Ni：8％‑12％、Cr：16％‑19％、V：0.8％‑1.0％、Als：0.005％‑0.045％，其余为Fe及不可避免杂质。生产方法：钢板表面铣磨、叠放组坯、预热、焊接、加热、轧制、冷却，采用本发明专利技术钢板组坯焊接无需真空处理，生产成本低、生产工艺简单、生产效率和可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁用不锈钢复合钢板及其生产方法
本专利技术属于材料加工领域，尤其涉及一种桥梁用不锈钢复合钢板及其生产方。
技术介绍
桥梁用钢是桥梁建设的重要构件，随着社会和经济的发展，桥梁钢不仅要求载重、抗震，对耐蚀性和美观性的要求越来越高，因而，要求桥梁用钢不仅要有优异的强度和韧性、良好的可焊性、低的屈强比以保证大载荷下桥梁的抗断裂性能，而且要有良好的耐大气腐蚀性能以达到免涂装、提高桥梁的使用寿命和美观性，因此不锈钢复合板成为桥梁应用的发展趋势。专利《具有高屈服强度非调质钢板》(申请号为200610092574.1)利用该技术生产的可作为桥梁结构用的钢板，其屈服强度能达到450～500MPa左右，但由于其含有较高的Nb、Ti、Ni元素，重量百分比分别为0.06、0.03、0.8，不但增加吨钢成本，还给连铸生产带来很大的技术难度，不利于大工业化连铸生产，且过剩的Ti会引起冲击韧性的降低，最重要的是这种常规钢板的耐蚀性和美观性无法与不锈钢复合板媲美。专利《一种复合钢板及其制造方法》(申请号：201110347172.2)该专利技术公开了将需要复合的基板、复板打磨，然后在复板上铺放炸药，通过炸药爆炸产生的冲击力将复板和基本进行复合，这种爆炸复合的生产工艺生产的复合钢板结合率和强度较低，且具有高噪音污染，目前已处于逐步淘汰的状态。《一种马氏体不锈钢复合钢板及其生产方法》(申请号：201610180116.7)公开了的技术方案通过钢坯组坯、加热、控轧、热处理工艺路线完成，采用双坯叠轧，即上下两层为A516Gr70碳钢，中间两层为410S马氏体不锈钢，在两层马氏体不锈钢之间加入隔离剂后对组合坯进行四边焊接封边并利用真空泵抽真空，具有优良的强韧性及力学性能；但其对称组坯的工艺相对复杂，且需要进行真空处理。《一种碳钢与奥氏体不锈钢复合钢板及其生产方法》(申请号：201510162301.9)该专利技术公开的技术方案也采用上述工艺，中间两层为316L奥氏体不锈钢，在两层奥氏体不锈钢之间加入隔离剂后对组合坯进行四边焊接封边并利用真空泵抽真空，同样其对称组坯的工艺相对复杂，且需要进行真空处理。由以上现有技术可知，目前可用于桥梁建设的钢板或复合板存在如下不足：1、钢板的耐蚀性、美观性差，无法满足桥梁钢建设新的需要；2、复合板基板强度、韧性较低，无法适应大强韧性的要求；
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种生产工艺简单，复层具有高表耐蚀性和美观性、基材具有较高强度和韧性的桥梁用复合钢板及其生产方法。本专利技术目的是这样实现的：一种桥梁用不锈钢复合钢板，所述复合钢板基层钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.02％-0.06％、Si：0.20％-0.45％、Mn：0.40％-0.60％、P≤0.020％，S≤0.005％、Nb：0.01％-0.03％、Ti：0.01％-0.03％、Ni：0.05％-0.15％、Cr：0.1％-0.2％、Als：0.005％-0.045％，其余为Fe及不可避免杂质；所述复合钢板的复层钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.04％-0.06％、Si：0.4％-0.6％、Mn：1.00％-1.60％、P≤0.020％，S≤0.015％，Ni：8％-12％、Cr：16％-19％、V：0.8％-1.0％、Als：0.005％-0.045％，其余为Fe及不可避免杂质。本专利技术成分设计理由如下：C：是影响钢板组织性能的关键元素，其变化幅度很大，碳含量不同可获得硬度和韧性的不同匹配关系，也是提高钢材硬度最便宜最直接的元素，但是高碳合金硬度高而韧性不足，也不利于结构件的焊接，低碳合金韧性较高而硬度偏低，本专利技术确定最适合的复层钢板碳含量0.04％-0.06％、基层钢板碳含量0.02％-0.06％；Si：硅是炼钢脱氧的必要元素，具有一定固溶强化的作用。也能抑制第一类回火脆性，改善马氏体的回火稳定性，提高回火温度，获得较好性能，本专利技术复层钢板硅的含量范围为0.4％-0.6％、基层钢板硅含量0.20％-0.45％；Mn：锰是提高强度和韧性的主要元素，能显著提高钢淬透性的元素，成本十分低廉，是主要添加元素，但Mn过高会使钢的延展性降低，本专利技术的复层钢板锰含量限定在1.0％-1.60％、基层钢板锰含量0.40％-0.60％；Cr能扩大铁素体区，提高淬火硬化、耐蚀性的优点，故本专利技术复层钢板中加入Cr含量为16％-19％，基层钢板Cr含量为0.1％-0.2％，Ni：镍对焊接热影响区硬化性及韧性没有影响，可使母材的强度提高，并且使低温韧性和耐蚀性大大提高，故本专利技术中复层钢板Ni的含量控制在8％-12％，Nb、V、Ti可以有效的细化晶粒，提高钢材的强韧性，故本专利技术基层钢板中Nb0.01％-0.03％、Ti0.01％-0.03％，复层钢板的V0.8％-1.0％；Al：铝是脱氧元素，可以作为AlN形成元素，有效地细化晶粒，为了达到很好的脱氧效果本专利技术的复层Al含量的范围为Al0.005％-0.045％；鳞、硫为有害元素，本专利技术复层P≤0.020％，S≤0.015％，基层P≤0.020％，S≤0.005％。本专利技术提供的技术方案之二为一种桥梁用不锈钢复合钢板的生产方法，包括坯料表面铣磨、叠放组坯、预热、焊接、再加热、轧制、冷却。基层钢板和复层钢板经铣磨后，将铣磨面相对叠放在一起的后经预热到150℃～200℃直接将接触面的四周进行焊接。基层钢板和复层钢板铣磨面相对叠放在一起的，再预热到150℃～200℃，以去除接触面的水汽、降低缝隙中空气密度和氧含量，再将接触面的四周进行焊接，焊接封口处留φ5～30mm孔洞，再用铝条将孔洞封堵，可以防止660℃以下加热过程中接触面氧化。而660℃以上铅条融化，将内部高压气体排除，可以防止钢板鼓包和轧制过程中爆裂；该方法无需在真空室中焊接，也无需在焊后抽真空，极大的增加了工作效率，降低设备投入和占地面积。进一步，复层钢板和基层钢板铣磨后铣磨面粗糙度Ra不大于10um，轧制时复层钢板在下，基层钢板在上，板坯加热温度1200℃～1250℃，板坯开轧温度1150℃～1200℃，道次压下率≥15％，轧后进行喷水冷却，开冷温度在920℃～940℃，冷却速度在10℃/s～15℃/s，返红温度在600℃～640℃。最终得到复层硬度大于等于350Mpa、复合板屈服强度大于370Mpa、基层-40℃冲击大于等于210J的复合钢板。本专利技术的有益效果在于：1、复层既具备优异的表面抗腐蚀性能、基层具有较高的强韧性能(屈服强度大于等于370Mpa、-40℃冲击功大于等于210J)和优异的焊接性(CEQ小于等于0.2)；2、复合钢板组坯焊接无需真空处理，生产成本低、生产工艺简单、生产效率和可靠性高；3、复合界面力学性能优异，其剪切强度均达到350MPa以上。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的说明。一种桥梁用不锈钢复合钢板的生产方法，包括坯料表面铣磨、叠放组坯、预热、焊接、再加热、轧制、冷却。其特征在于：基层钢板和复层钢板经铣磨后，将铣磨面相对叠放在一起的后经预热到150℃～200℃直接将接触面的四周进行焊接，焊接封口处留φ5～30mm孔洞，再用铝条将孔洞封堵。复层钢板和基层钢板铣磨后铣磨面粗糙度Ra不大于10um，轧制时复层钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥梁用不锈钢复合钢板，其特征在于，所述复合钢板基层钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.02％‑0.06％、Si：0.20％‑0.45％、Mn：0.40％‑0.60％、P≤0.020％，S≤0.005％、Nb：0.01％‑0.03％、Ti：0.01％‑0.03％、Ni：0.05％‑0.15％、Cr：0.1％‑0.2％、Als：0.005％‑0.045％，其余为Fe及不可避免杂质；所述复合钢板的复层钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.04％‑0.06％、Si：0.4％‑0.6％、Mn：1.00％‑1.60％、P≤0.020％，S≤0.015％，Ni：8％‑12％、Cr：16％‑19％、V：0.8％‑1.0％、Als：0.005％‑0.045％，其余为Fe及不可避免杂质。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁用不锈钢复合钢板，其特征在于，所述复合钢板基层钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.02％-0.06％、Si：0.20％-0.45％、Mn：0.40％-0.60％、P≤0.020％，S≤0.005％、Nb：0.01％-0.03％、Ti：0.01％-0.03％、Ni：0.05％-0.15％、Cr：0.1％-0.2％、Als：0.005％-0.045％，其余为Fe及不可避免杂质；所述复合钢板的复层钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.04％-0.06％、Si：0.4％-0.6％、Mn：1.00％-1.60％、P≤0.020％，S≤0.015％，Ni：8％-12％、Cr：16％-19％、V：0.8％-1.0％、Als：0.005％-0.045％，其余为Fe及不可避免杂质。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文斌，李广龙，金耀辉，王长顺，蒋健博，杨颖，杨军，韩旭，金百钢，周志勇，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21