一種抗震耐候橋梁鋼及其制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及一種橋梁鋼及其制造工藝，尤其設及一種抗震耐候橋梁鋼及其制造工 藝，屬于金屬冶煉工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 大氣腐蝕是鋼梁、鋼橋面等橋梁鋼結(jié)構(gòu)失效的主要形式之一，據(jù)統(tǒng)計，在鋼橋發(fā)生 斷裂的事故中，近20%是因腐蝕引起的。目前防止鋼橋因腐蝕而斷裂的主要途徑有二種:一 是發(fā)展鋼橋涂層防腐技術(shù)，如噴刷防腐涂料、電弧噴涂復合涂層、熱浸鍛鋒(侶）、玻璃鋼被 覆層等。其中，防腐涂料是適用于大型鋼梁構(gòu)件、目前應用最為廣泛的防護技術(shù)。采用運種 方法一般需每隔3-5年維護一次、需每隔10-15年重新涂裝一次。因此，鋼橋防腐涂裝費用高 昂，占鋼橋總費用的10% W上。據(jù)原鐵道部有關(guān)部口統(tǒng)計，1984~1987年4年間，再涂裝鋼橋 1260余孔、耗用優(yōu)質(zhì)涂料幾千噸，耗資巨大。二是發(fā)展裸露耐候型橋梁鋼，W替代普通橋梁 鋼+鋼橋涂層防腐技術(shù)。耐候鋼，又稱耐大氣腐蝕鋼，常用耐候鋼一般需利用Cu、P、Cr、Ni等 元素，通過形成穩(wěn)定的表面誘層，阻止腐蝕，起耐候作用。其中，Cu的耐候作用最為顯著，Cr 促使致密內(nèi)誘層的形成，Ni提高誘層的穩(wěn)定性，P促進誘層非晶態(tài)轉(zhuǎn)變。一般而言，Cu、P復合 具有最優(yōu)的耐候效果。但考慮到P導致低溫脆性和裂紋敏感性，在重要焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 中，一般限制P的含量，只添加化、Cr、Ni等合金元素。耐候鋼由于合金成本增加，材質(zhì)的一次 性投資高于同等級普通橋梁鋼。但由于在工廠和現(xiàn)場減少了構(gòu)件的表面處理和涂料，所W 無論是近期還是遠期的經(jīng)濟效益都將非常顯著。據(jù)計算，經(jīng)40年的使用，普通鋼+3次反復涂 裝的費用超過耐候鋼裸用成本的2倍。因此，發(fā)展耐候橋梁鋼具有廣闊的前景。
[0003] 為保證橋梁鋼的抗震性能，橋梁用鋼在追求高強度、高初性的同時，將屈強比作為 一項重要的指標。鋼的屈強比低，意味著鋼結(jié)構(gòu)具有高的硬化指數(shù)和高均勻伸長率。地震的 頻發(fā)和其造成的災難性后果，引起了國外對橋梁抗震性的高度關(guān)注，并在一些結(jié)構(gòu)設計規(guī) 范中作了相關(guān)規(guī)定?？拐稹⒛秃驑蛄轰撌菢蛄航ㄔO的發(fā)展趨勢。
[0004] 專利號CN102021495A的《420M化高初性耐候橋梁鋼及其熱社板卷的制備方法》公 開了一種420MPa級耐候橋梁鋼的制造方法，具有較好的力學性能及耐候性能，但只適用于 厚度15.5mmW下、寬度2250mmW下的鋼板生產(chǎn)，不能滿足大厚度、寬規(guī)格現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)建設 的需求，且含有B元素，工藝控制難度大。專利號CN103103458A的《高強度耐候鋼及其制備方 法》公開了一種高強度耐候鋼的生產(chǎn)方法，但是C含量0.01-0.05 %，屬于超低碳鋼，冶煉難 度較大，Μη含量1.5-2.0%，鑄巧易產(chǎn)生中屯、偏析，且成品是薄規(guī)格的卷板，不能滿足大厚 度、寬規(guī)格現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)建設的需求。專利號CN101892431A的《熱社態(tài)屈服強度500MPa級耐 候橋梁鋼及其制造方法》公開了一種500M化級耐候橋梁鋼的制造方法，但Mo含量0.15-0.35%，且需稀±處理，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種抗震耐候橋梁鋼 及其制造工藝，工藝簡單，成本低廉，具有高強度、高初性和優(yōu)異的焊接性能，可w滿足大厚 度、寬規(guī)格現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)建設的需求。
[0006] 為了解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種抗震耐候橋梁鋼，按重量百分比包括W 下組分：C:0.04-0.08%，Si :0.15-0.30%，Mn:0.80-1.50%，P: <0.010%，S: < 0.008%， Cu:0.20-0.45%，Cr:0.30-0.50%，Ni:0.25-0.50%，Nb:0.02-0.04%，V: 0.005-0.0.05%， Ti:0.008-0.020%，Alt:0.02-0.05%，其余為化含量。
[0007] 本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：按重量百分比化學成分為：C:0.05%、Si: 0.18%、Mn:1.35%、P:0.008%、S:0.002%、Cu:0.35%、Cr:0.35%、Ni:0.27%、Nb:0.02%、 ￥:0.02%、11:0.012%、411:0.03%，其余為化。
[000引進一步的，按重量百分比化學成分為：C:0.06%、Si :0.26%、Mn: 1 .25%、P: 0.009%、S:0.003%、Cu:0.26%、Cr:0.45%、Ni:0.34%、Nb:0.03%、V:0.02%、Ti: 0.015%、Alt:0.026%，其余為化。
[0009] 進一步的，按量百分比化學成分為:C:0.08%、Si:0.29%、Mn:0.90%、P:0.009%、 S:0.002%、Cu:0.21%、Cr:0.40%、Ni:0.46%、Nb:0.035%、V:0.01%、Ti:0.018%、Alt: 0.04%，其余為化。
[0010] -種生產(chǎn)抗震耐候橋梁鋼的制造工藝，包括轉(zhuǎn)爐或電爐工序冶煉，爐外精煉工序， 鋼水誘注連鑄巧工序，加熱爐加熱工序W及中厚板社機社制工序，加熱爐加熱工序中，加熱 溫度為1160-1250°C，時間為2-6小時，鋼內(nèi)部獲得細小均勻的原始奧氏體組織。
[0011] 進一步的，中厚板社機社制工序中，采用奧氏體再結(jié)晶區(qū)（粗社社制）和奧氏體未 再結(jié)晶區(qū)(精社社制)兩階段社制工藝，粗社社制前2-4道次橫社，將連鑄巧展寬至3000mmW 上，并通過反復奧氏體再結(jié)晶細化奧氏體晶粒;精社社制4-9道次，精社開社溫度860-920 °C，社后獲得硬化的奧氏體組織;精社后停留10-30S，再經(jīng)超快冷冷卻，冷速5-20°C/s，終冷 返紅溫度500-650°C，隨后空冷至室溫。
[0012] 進一步的，加熱爐加熱工序中，將熱處理爐加熱至500~600°C后，保溫30minW上， 待爐溫穩(wěn)定后，再將鋼板入爐進行回火熱處理?；鼗馃崽幚淼臏囟葹?00~600°C，總在爐時 間（1.5h~2.化)min，h為鋼板厚度。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:采用低C、適量化、化、化，微量量Nb、V、Ti多元復合微合金化 成分設計，通過控制加熱階段溫度、采用兩階段控社工藝、控制層流冷卻速度、控制終冷溫 度工藝生產(chǎn)具有鐵素體+貝氏體組織的高強度抗震耐候橋梁鋼，鐵素體+貝氏體組織保證了 高的室溫強度和低屈強比，提高抗震性能；添加適量的加、化、吐，提高耐候性能；低碳含量 和碳當量設計，添加少量的Nb、V，降低了合金成本，通過控社控冷獲得細晶組織，具有屈強 比< 0.80、高強度、高初性和優(yōu)異的焊接性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的鋼板顯微組織的金相照片
【具體實施方式】 [001引實施例1
[0016]本實施例提供了 Ξ種不同重量百分比化學成分的連鑄巧，如表1所示分別為編號 A'^PC:
[0017] A:其重量百分比化學成分為：C:0.05%、Si:0.18%、Mn:1.35%、P:0.008%、S: 0.002%、Cu:0