一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及公路护栏用结构钢生产制造领域，具体说是一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢及其制备方法。按质量百分数计，结构钢化学成分为：C≤0.12％；Si≤0.65％；Mn≤1.20％；P：0.07～0.12％；S≤0.030％；Cu：0.20～0.55％；Cr：0.30～1.25％；Ni：0.12～0.65％；Nb≤0.03％；Al≤0.05％，Fe为余量。本发明专利技术在现有低合金高强度耐候钢的基础上，通过优化P元素使得锈层致密性提高，进而提高结构钢的耐候性能；提高Cr含量，提高锈层致密性和珠光体含量，提高结构钢的耐候性能和力学性能；增加Nb元素，细化钢的晶粒度，提高材料综合力学性能。本发明专利技术可满足公路护栏对耐候性、强度性能的要求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢及其制备方法


[0001]本专利技术涉及公路护栏用结构钢生产制造领域，具体说是一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]公路上的防撞护栏作为一种重要的交通安全设施，对于预防事故、减轻事故严重程度和有效保障人们的生命财产安全具有重要的意义。我国2018年1月1日实施的《公路交通安全设施设计规范》JTGD81
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2017中三级(A)即160kj护栏护栏板是三波梁钢材用量较大，也相应的提升了高速公路的建设成本。目前，传统材质的公路护栏大多使用屈服强度235MPa级别钢材，强度较低，材料用量较大；同时需要采用热浸镀锌和镀锌后喷塑等防腐处理方式，不仅成本较高，也带来了大量的环境污染源。
[0003]耐候钢具有优质的强韧、塑延、成型、焊割、腐蚀、高温、疲劳等特性，耐候性为普碳钢的2～8倍，涂装性为普碳钢的1.5～10倍，而含P、Cr含量较高的的高耐候级别的耐候钢耐大气腐蚀性能更为优良。在我国的国家标准GB/T4171
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2008中，高耐候级别耐候钢的强度等级最高为屈服强度355MPa等级的Q355GNH高耐候结构钢，而强度等级更高的高耐候结构钢国内仍为空白。引入低合金高强高耐候结构钢作为高速公路护栏的建设材料，在提升护栏安全技术指标的同时减少护栏用钢量，充分利用高耐候钢不需镀锌(或涂装)处理即可防腐的特性，降低护栏生产成本，延长护栏使用年限，对于降低养护管理成本、减少防腐处理带来的环境污染具有良的经济效益和环保效应。<br/>
技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的是提供一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢及其制备方法，该以解决现存技术在屈服强度415MPa级别钢无高耐候结构钢的技术问题，从而解决国内行业空白。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，按质量百分数计，该结构钢的化学成分如下：
[0007]C≤0.12％；Si≤0.65％；Mn≤1.20％；P：0.07～0.12％；S≤0.030％；Cu：0.20～0.55％；Cr：0.30～1.25％；Ni：0.12～0.65％；Nb≤0.03％；Al≤0.05％，Fe为余量。
[0008]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，优选的，按质量百分数计，该结构钢的化学成分如下：
[0009]C：0.06～0.10％；Si：0.25～0.45％；Mn：0.80～1.20％；P：0.07～0.10％；S≤0.030％；Cu：0.25～0.40％；Cr：0.30～1.25％；Ni：0.12～0.65％；Nb：0.02～0.03％；Al：0.04～0.05％，Fe为余量。
[0010]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，结构钢的组织特征为铁素体和珠光体混合组织。
[0011]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，珠光体的体积含量5～25％。
[0012]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，室温屈服强度大于415MPa，抗拉强度在580～700MPa之间，延伸率≥26％，断面收缩率≥70％。
[0013]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，优选的，室温屈服强度在488～532MPa之间，抗拉强度在609～653MPa之间，延伸率在27.5～33.5％之间，断面收缩率在70～75％之间。
[0014]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，结构钢的周浸加速腐蚀75小时的失重率为1.2～2.258g/(m2·
h)，耐大气腐蚀指数I大于7.0，铁素体晶粒度级别10.0～10.5级之间。
[0015]所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢的制备方法，将原材料在真空感应炉中冶炼，浇铸成铸锭；对铸锭进行锻造和轧制，即得到低合金高强高耐候结构钢；其中，锻造和轧制工艺如下：
[0016]1)将铸锭随炉加热至1150℃
±
20℃，保温1～2h后，在锻造机锻造成板坯，终锻温度控制在900℃以上，然后空冷至室温；
[0017]2)将锻坯随炉加热至1050℃
±
20℃，保温1～2h后，在二辊热轧机轧制成板材，终轧温度控制在880℃以上，然后空冷至室温。
[0018]本专利技术的设计思想是：
[0019]本专利技术属于一种低合金高强高耐候结构钢，通过增加P元素，提高Cr元素，使锈层表面形成富P和富Cr层，从而达到锈层稳定致密，提高结构钢的耐候性能；添加了Nb元素，细化钢的晶粒度，提高材料的塑韧性和低温冲击性能等综合力学性能；控制C含量和Mn元素含量，C含量控制在0.06～0.10％之间，Mn含量控制在0.80～1.20％之间，与其他合金相互配比，可保证材料珠光体的体积含量5～25％之间，控制材料的强度和塑性，保证结构钢的强韧性匹配。
[0020]本专利技术的优点及有益效果是：
[0021]1、本专利技术在现有低合金高强度耐候钢的基础上，通过优化P元素使得锈层致密性提高，进而提高结构钢的耐候性能；提高Cr含量，提高锈层致密性和珠光体含量，提高结构钢的耐候性能和力学性能；增加Nb元素，细化钢的晶粒度，提高材料综合力学性能。从而，可满足公路护栏对耐候性、强度性能的要求。
[0022]2、与目前常规使用的公路护栏结构钢相比，本专利技术的低合金高强高耐候结构钢不但强度有大幅度提高，塑性仍保持较好水平，同时材料的耐大气腐蚀性能达到高耐候级别。例如：结构钢75小时周期浸润失重率为1.2～2.258g/(m2·
h)，耐大气腐蚀指数I大于7.0，铁素体晶粒度级别10.0～10.5级之间，屈服强度可以达到532MPa，抗拉强度可以达到653MPa，延伸率可以达到31.5％。
[0023]3、在公路护栏使用该合金钢，可以降低制作护栏钢材使用量，降低成本；同时，由于该结构钢优良的高耐候性能，在使用过程中可以不用热浸镀锌和镀锌后喷塑等防腐处理方式，进一步降低生产成本，并能减少环境污染，经济社会效益显著。
附图说明
[0024]图1为实施例1提供的低合金高强高耐候结构钢的光学显微组织照片；
[0025]图2为实施例2提供的低合金高强高耐候结构钢的光学显微组织照片；
具体实施方式
[0026]下面的实施例将对本专利技术予以进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术。
[0027]本专利技术实施例中，将原材料在真空感应炉中冶炼，浇铸成铸锭；对铸锭进行锻造和轧制，即得到低合金高强高耐候结构钢；其中，锻造和轧制工艺如下：
[0028](1)采用真空感应炉冶炼，浇铸成25Kg铸锭，将铸锭随炉加热至1150℃保温1h后，在锻造机锻造成厚度的35mm板坯，终锻温度950℃，然后空冷至室温；
[0029](2)将板坯随炉加热至1050℃保温1h后，采用热轧机轧制成厚度12mm和3mm的板材，终轧温度900℃，然后空冷至室温。
[0030]如表1所示，实施例低合金高强高耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，其特征在于，按质量百分数计，该结构钢的化学成分如下：C≤0.12％；Si≤0.65％；Mn≤1.20％；P：0.07～0.12％；S≤0.030％；Cu：0.20～0.55％；Cr：0.30～1.25％；Ni：0.12～0.65％；Nb≤0.03％；Al≤0.05％，Fe为余量。2.按照权利要求1所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，其特征在于，优选的，按质量百分数计，该结构钢的化学成分如下：C：0.06～0.10％；Si：0.25～0.45％；Mn：0.80～1.20％；P：0.07～0.10％；S≤0.030％；Cu：0.25～0.40％；Cr：0.30～1.25％；Ni：0.12～0.65％；Nb：0.02～0.03％；Al：0.04～0.05％，Fe为余量。3.按照权利要求1或2所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，其特征在于，结构钢的组织特征为铁素体和珠光体混合组织。4.按照权利要求3所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，其特征在于，珠光体的体积含量5～25％。5.按照权利要求1或2所述的公路护栏用低合金高强高耐候结构钢，其特征在于，室温屈服强度大于415MPa，抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海昌，潘雪新，戎利建，胡方俊，李伯勇，
申请(专利权)人：中交天津新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：