[发明专利]一种桥梁用高冲击韧性钢板

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种桥梁用高冲击韧性钢板。

背景技术

随着国民经济的快速发展，桥梁对钢板的需求量日益增大，对钢板的性能、尤其是低温冲击韧性要求越来越高。按热轧、控轧控冷工艺(TMCP)的生产方式通常仅能生产出可满足常温至0℃冲击韧性要求的结构钢板；尽管用不断完善的TMCP也可生产出满足零下20℃冲击韧性要求的高性能钢板，但当钢板厚度有要求时、或更低温度下冲击韧性要求更高时，TMCP就表现出了局限性，如钢板组织不均匀性差、力学性能不稳定、无法满足零下20℃以下的高冲击韧性要求等，此时必须对钢板进行正火、调质等热处理。

钢板的大批量生产经验表明，对于厚度在12mm～80mm范围内的TMCP钢板，进行正火热处理后，容易获得理想的力学性能；而厚度为5mm～10mm范围内的TMCP钢板，正火热处理后的力学性能、尤其是低温韧性(-40℃以下)无法达到标准要求。

目前主要通过常规正火+冷矫直来生产中等厚度(4mm～16mm)的热处理钢板。常规正火工艺一般是：钢板在热处理炉内加热到Ac₃以上的温度，保温一定时间后出炉空冷至室温。由于钢板出炉空冷过程中存在高温相变、钢板不同区域存在温差，冷却后的钢板内存在很大的组织应力和热应力，这些应力将促使钢板发生翘曲，严重影响钢板的板形(平直度)。对厚度小的钢板尤为严重。为了保证钢板的板形，常用冷矫机进行强力矫直。

因此，对中等厚度(4mm～16mm)的热处理钢板而言，常规正火工艺存在以下不足：

1、清除不完全的、存在于钢板表面上的缺陷或其它硬物，在矫直时易嵌入钢板形成表面麻坑，影响钢板表面质量；

2、-40℃以下的低温冲击性能无法达到标准要求，尤其是厚度为10mm以下的钢板。

因此，现有技术中的钢板的冲击韧性不能满足日益提高的桥梁用钢的需求，特别是在寒冷地区。

发明内容

本发明的目的在于提出一种桥梁用高冲击韧性钢板，该钢板具有较高的冲击韧性，特别是在低温条件下具有较高的冲击韧性，满足寒冷地区桥梁建设的使用需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种桥梁用高冲击韧性钢板，所述钢板的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.20-0.22，Si：0.55-0.75，Mn：0.9-1.1，Ni：0.4-0.6，Nb：0.1-0.3，Al：0.05-0.15，N：0.04-0.06，S：≤0.005、P：≤0.010，余量为铁Fe和不可避免的杂质。

优选，所述钢板的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.205-0.215，Si：0.60-0.70，Mn：0.95-1.05，Ni：0.45-0.55，Nb：0.15-0.25，Al：0.08-0.12，N：0.045-0.055，S：≤0.005、P：≤0.010，余量为铁Fe和不可避免的杂质。

最优选，所述钢板的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.21，Si：0.65，Mn：1.0，Ni：0.5，Nb：0.2，Al：0.10，N：0.05，S：≤0.005、P：≤0.010，余量为铁Fe和不可避免的杂质。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1）通过对化学成分的调整，加入适量的铝和氮提高冲击韧性，获得了优异的力学性能，其中，屈服强度500-550MPa，抗拉强度640-680MPa，延伸率29-32％，-50℃冲击功(J)为(试样尺寸为：7.5×10×55)：196/202/194。

2）本发明钢板可采用淬火加回火处理代替常规正火+冷矫直工艺，克服了常规工艺的缺陷，获得了性能更好的钢板。

具体实施方式

实施例一

一种桥梁用高冲击韧性钢板，所述钢板的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.20，Si：0.75，Mn：0.9，Ni：0.6，Nb：0.1，Al：0.15，N：0.04，S：≤0.005、P：≤0.010，余量为铁Fe和不可避免的杂质。

实施例二

一种桥梁用高冲击韧性钢板，所述钢板的化学成分以重量百分数计由下列组份组成：C：0.22，Si：0.55，Mn：1.1，Ni：0.4，Nb：0.3，Al：0.05，N：0.06，S：≤0.005、P：≤0.010，余量为铁Fe和不可避免的杂质。

实施例三