[发明专利]一种高止裂和疲劳强度厚钢板及其制备方法

说明书

本发明提出高止裂和疲劳强度厚钢板及其制备方法。该钢板包含化学成分(重量百分比):C 0.05‑0.07％，Si 0.10‑0.20％，Mn 1.40‑1.60％，Nb 0.04‑0.06％，Ti 0.01‑0.02％，Cu 0.30‑0.35％，Cr 0.27‑0.31％，Ni 0.4‑0.5％，Al 0.01‑0.04％，Mo 0.06‑0.11％，P≦0.020％，S≦0.010％以及余量的Fe和杂质。该方法为：将与上述钢组分相同的连铸坯依次进行加热、保温、粗轧、中间坯控制冷却、精轧、成品控制冷却形成成品钢板。本发明的钢板屈服强度不低于500MPa，具有良好的低温冲击韧性，A_{KV2(‑60℃)}大于250J,300MPa应力下钢板止裂温度低于‑35℃，200万次疲劳强度σ₀(2×10⁶)大于160MPa。本发明适用于桥梁结构用钢板，特别是对强度和低温韧性要求较高，同时要求具有良好疲劳性能的桥梁板制造中应用。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种高止裂和疲劳强度厚钢板及其制备方法，具体涉及具有优良低温(-60℃)韧性和屈服强度级别为500MPa、在300MPa主拉伸应力下止裂温度低于-35℃，拉应力循环200万次疲劳强度大于160MPa、最大厚度为60mm钢板及其制备方法。发明适用于桥梁结构，特别是对强度和低温韧性要求较高，同时要求高疲劳性能的场合。

背景技术

桥梁用钢的发展经历了从低碳钢—低合金钢—高强度钢(High Strength Steel，HSS)—高性能钢(High Performance Steel，HPS)等历程。强度提高的同时，其屈强比相比低碳钢和低合金钢明显提高。铁路桥梁这种动荷载很大的结构，需要提升安全储备。目前，关于高性能钢材疲劳断裂性能、结构构件的稳定性能等方面的研究尚需进一步深入，更需要提出钢的屈强比ReL/Rm、低温韧性、焊接性、以及疲劳性能量化指标。

随着我国桥梁建造技术的发展，目前我国一些新建斜拉桥主跨跨度已达千米级，杆件轴向应力高达上千吨，普通强度钢已无法满足杆件受力要求，需要研制和应用新型的Q500q高性能度桥梁结构钢。由于疲劳强度是钢桥设计的主要控制因素之一，要在桥梁中发挥高性能钢屈服强度高的特点，则需要掌握高性能钢包括焊接接头的疲劳性能。在高性能钢焊接构造的疲劳研究方面，目前还没有完全一致的结论。铁道科学研究院于1999年对板厚44mm的Q370qE对接焊试件进行了疲劳试验，得出其200万次疲劳强度σ₀(2×10⁶)＝145(MPa)。

专利CN 105063509A提出一种屈服强度500MPa级桥梁结构钢及其生产方法，其屈服强度级别达到了500MPa级，其冲击吸收能量仅限为-40℃下的测量值，并未涉及止裂和疲劳强度。专利CN106811704A提出一种屈服强度500MPa级桥梁结构钢及其生产方法，其强度级别达到了500MPa级，其冲击吸收能量仅限为-40℃下的测量值，其轧制工艺与本发明不同，其产品性能并未涉及止裂和疲劳强度。专利CN105385955A提出一种屈服强度500MPa级焊接结构钢及其生产方法，其强度级别达到了500MPa级，其冲击吸收能量仅限为-40℃下的测量值，其轧制工艺与本发明不同，其产品性能并未涉及止裂和疲劳强度。专利CN107326304A提出一种屈服强度500MPa级桥梁结构钢及其生产方法，其强度级别达到了500MPa级，其冲击吸收能量仅限为-40℃下的测量值，其轧制工艺与本发明不同，其产品性能并未涉及止裂和疲劳强度。专利CN103014554B提出一种屈服强度500MPa级桥梁结构钢及其生产方法，其强度级别达到了500MPa级，其冲击吸收能量仅限为-60℃下的测量值，其厚度规格仅限于10-25mm，其产品性能并未涉及疲劳强度。

发明内容