CN101845602B - 一种高性能耐候建筑结构用钢及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种高性能耐候建筑结构用钢及其制造方法，采用低C-中Mn-低N-微Nb合金化-超微Ti处理低合金耐候钢的成分体系作为基础，适当提高钢中酸溶Als含量并控制其范围，控制无因次Ni当量≥0.35、Ceq≤0.425％、Mn/C≥10，耐候性指数D_NH≥6.0％，Ca处理且Ca/S比控制在1.0～3.0之间及Ca×S^0.28≤1.0×10^-3，采用TMCP工艺，获得优良强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能的耐侯钢板，特别适宜于用做无涂装高层建筑结构、桥梁结构，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。

Description

一种高性能耐候建筑结构用钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种高性能耐候建筑结构用钢及其制造方法，主要用于高层建筑结构、无涂装大型桥梁结构制造用材。

背景技术

众所周知，低碳(高强度)低合金钢是最重要工程结构材料之一，广泛应用于石油天然气管线、海洋平台、船舶制造、桥梁结构、锅炉压力容器、建筑结构、汽车工业、铁路运输及机械制造之中。低碳(高强度)低合金钢性能取决于其化学成分、制造过程的工艺制度，其中强度、韧性和焊接性是低碳(高强度)低合金钢最重要的性能，它最终决定于成品钢材的显微组织状态。

随着科技不断地向前发展，人们对钢的强韧性、焊接性提出更高的要求，即在维持较低制造成本的同时大幅度地提高钢板的综合机械性能和使用性能，以减少钢材的用量而节约成本，减轻钢构件自身重量、稳定性和安全性。

目前世界范围内掀起了发展新一代高性能钢铁材料的研究高潮，通过合金组合设计、革新控轧/TMCP技术及热处理工艺获得更好的显微组织匹配，从而使钢板得到更优良强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、更优良的焊接性及抗疲劳性能。

现有制造耐大气腐蚀焊接结构用厚钢板时，一般要在钢中添加一定量的P、Ni、Cu、Cr等耐候性合金元素，目的是在钢板表面形成一层致密的非晶保护膜，阻止空气进入钢板内部，达到耐大气腐蚀作用，(参见“西山纪念技术讲座”159-160，P84～P85)；由此带来母材钢板韧性和焊接性较差，尤其焊接接头的熔合线与热影响区冲击韧性很差。为此日本采用低C含量成分设计，添加微合金元素Ti、Nb，结合控制轧制工艺，使钢板焊接性与低温韧性得到大幅度提高(《制铁研究》，1982，Vol.309，P98；《R&D神户制钢技报》，1988，Vol.38，P97)；为开发寒冷地区使用的耐候钢，日本采用低C-高Al-低N-微Ti处理成分设计技术，结合控制轧制工艺成功生产出满足-40℃低温韧性耐候钢板(《铁と钢》，1985，Vol.71，S593)，但是这些钢板的强度级别均为490MPa级，厚度一般也不超过50mm；由于Cr元素大幅度降低铁素体/珠光体显微组织钢板的强度且降低屈服强度的幅度大于降低抗拉强度的幅度(《西山纪念技术讲座》86-87，P11)，因此采用控制轧制或正火工艺生产屈服强度≥420MPa、抗拉强度≥550MPa、屈强比≤0.80、-40℃的Charpy横向冲击功(单个值)≥47J、可大线能量焊接耐候结构用厚钢板(板厚≥40mm)时，钢板的碳当量Ceq[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15]一般需要控制在0.46％以上，这将严重劣化钢板母材低温韧性和焊接性；

同时，还有如日本专利昭63-93845、昭63-79921、昭60-258410、特平开4-285119、特平开4-308035、平3-264614、平2-250917、平4-143246、美国专利US Patent4855106、US Patent5183198、USPatent4137104等专利文献，只是说明如何实现母材钢板的低温韧性，对于如何在焊接条件下，获得优良的热影响区(HAZ)低温韧性说明得较少，尤其采用大线能量焊接时如何保证热影响区(HAZ)的低温韧性少之又少。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能耐候建筑结构用钢及其制造方法，在低C-中Mn-高Als-低N-(Cu+Ni+Cr)合金化-Nb微合金化-超微Ti处理的低合金耐候钢成分体系中获得屈服强度≥420MPa、抗拉强度≥550MPa、屈强比≤0.80、-40℃的Charpy横向冲击功(单个值)≥47J、可大线能量焊接耐候结构用厚钢板(板厚≥40mm)。

具有优良焊接性的耐候建筑结构用钢是厚板产品中难度最大的品种之一，其原因是该类钢板不仅要求低C、低碳当量Ceq、高强韧性、低屈强比、优良耐候性及抗疲劳性能，而且还要具有优良的抗焊接再热裂纹性能及可经受大线能量焊接性能；这些性能要求很难同时满足。低C、低碳当量Ceq、耐候性与高强韧性、低屈强比、焊接性之间在成分设计和工艺设计上相互冲突，很难调和，即降低C含量、碳当量Ceq的同时，很难实现厚钢板的高强韧性、低屈强比；在提高耐候性、强韧性的同时，很难实现钢板优良的焊接性和低屈强比；如何平衡高强韧性、低屈强比、焊接性及耐候性是本产品最大的难点之一，也是关键核心技术；因此在关键技术路线、成分和工艺设计上，综合了影响钢板高强韧性、低屈强比、焊接性及耐候性的关键因素，创造性地采用了低C-中Mn-低N-微Nb合金化-超微Ti处理低合金耐候钢的成分体系作为基础，适当提高钢中酸溶Als含量并控制其范围，控制无因次Ni当量≥0.35、Ceq≤0.425％、Mn/C≥10，耐候性指数D_NH≥6.0％，Ca处理且Ca/S比控制在1.0～3.0之间及Ca×S^0.28≤1.0×10^-3，采用特殊的TMCP工艺，获得优良强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能的耐侯钢板，特别适宜于用做无涂装高层建筑结构、桥梁结构，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产；本发明钢板开发实现了厚板产品在世界上首创的先例。

本发明的技术方案是，

本发明合金组合设计入手，创造性地采用了低C-中Mn-低N-微Nb合金化-超微Ti处理低合金耐候钢的成分体系作为基础，适当提高钢中酸溶Als含量并控制其范围，控制无因次Ni当量≥0.35、Ceq≤0.425％、Mn/C≥10，耐候性指数D_NH≥6.0％，Ca处理且Ca/S比控制在1.0～3.0之间及Ca×S^0.28≤1.0×10^-3，采用特殊的TMCP工艺，获得优良强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能的耐侯钢板，特别适宜于用做无涂装高层建筑结构、桥梁结构，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产。

具体地，本发明的一种高性能耐候建筑结构用钢法，其成分重量百分比为：

C：0.060％～0.090％

Si：≤0.30％

Mn：1.00％～1.40％

P：≤0.015％

S：≤0.003％

Als：0.035％～0.065％

Cu：0.25％～0.40％

Ni：0.15％～0.40％

Cr：0.40％～0.70％

Ti：0.007％～0.013％

Nb：0.015％～0.030％

V：0.030％～0.060％

N：≤0.0045％

Ca：0.001％～0.005％

其余为铁和不可避免的夹杂

且上述元素含量必须同时满足如下关系：

Mn/C≥10，以保证钢板晶粒均匀细小且在-40℃下夏比冲击试样断口纤维率至少高于50％；

Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.425％，且C≤0.09％，确保钢板具有优良的焊接性；

无因次Ni当量≥0.40，降低-40℃铁素体位错1/2<111>(110)运动的P-N力，以确保-40℃下铁素体1/2<111>(110)位错具有较高的可动性，改善钢板的低温韧性，根据试验研究并结合第一原理分析得出：无因次

Ni当量＝Ni+[Cu-2.112Cu²]+[Cr-1.834Cr²]+[1.574Mn-Mn²]-1.017Si；

耐候性指数D_NH＝26.01Cu+3.88Ni+1.2Cr+1.49Si+17.28P-7.29Cu×Ni-9.10Ni×P-33.39Cu²≥6.0％，保证钢板具有优良的耐候性；

Ti/N在2.0～4.0之间，保证形成的TiN粒子均匀细小，抗奥斯瓦尔德熟化能力强；

Als≥10[N_total-0.292Ti]，消除焊接热影响区HAZ中的固溶[N]，以确保钢板可承受较大线能量焊接，HAZ低温韧性优良；

Ni/Cu＝0.50～1.0，防止Cu脆发生，改善浇铸、热轧及焊接过程热裂纹敏感性；

Ca/S在1.0～3.0之间且Ca×S^0.28≤1.0×10^-3，确保硫化球化且夹杂物对低温韧性和焊接性影响降低到最小；

其余为铁和不可避免的夹杂。

根据本发明钢板组织是均匀细小且包含亚晶的铁素体+弥散分布的贝氏体，实现钢板的强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能。

众所周知，碳对钢板低温冲击韧性、焊接性影响很大，从改善钢板的低温冲击韧性及焊接性角度，希望钢中C含量比较低为宜；但从钢板的强度，更重要的从TMCP过程显微组织控制、降低屈强比的角度，C含量不宜过低，过低C含量不仅导致奥氏体晶界迁移率高，这给TMCP过程均匀细化组织带来较大问题，易形成混晶组织，而且造成屈强比升高；同时过低C含量还造成晶界结合力降低，导致钢板低温冲击韧性低下、焊接热影响区低温冲击韧性劣化；C含量高于0.09％时，不仅钢水凝固进入包晶反应区、导致板坯内部偏析、表面裂纹形成的几率增加，更重要的是劣化钢板的焊接性和抗疲劳性能；综合以上的因素，C的含量控制在0.06％～0.09％之间。

Si促进钢水脱氧并能够提高钢板强度，但是采用Al脱氧的钢水，Si的脱氧作用不大，Si虽然能够提高钢板的强度，但是Si严重损害钢板的低温韧性和焊接性，尤其在大线能量焊接条件下，Si不仅促进M-A岛形成，而且形成的M-A岛尺寸大、分布不均匀，严重损害焊接热影响区(HAZ)的低温韧性和抗疲劳性能，因此钢中的Si含量应尽可能控制得低，考虑到炼钢过程的经济性和可操作性，Si含量控制在≤0.30％。

Mn作为合金元素在钢板中除提高强度和改善韧性外，还具有扩大奥氏体相区，降低Ac₁、Ac₃、Ar₁、Ar₃点温度，细化铁素体晶粒之作用；加入过多Mn会增加钢板内部偏析程度，降低钢板力学性能的均匀性和低温韧性；并且提高钢板的淬硬性，影响钢板大线能量焊接性。而小线能量焊接时，焊接热影响区易形成脆硬组织如马氏体、上贝氏体；此外，Mn含量过高将导致钢板屈强比升高；综合考虑上述因素，Mn含量控制在1.00％～1.40％之间。

P虽然具有改善钢板耐候性之作用，但P对钢板的低温冲击韧性、焊接性具有巨大的损害作用；对于焊接结构用耐候厚钢板，一般均采用Cu、Cr、Ni来改善钢板耐候性；因此钢中P含量希望越低越好，但考虑到炼钢条件、炼钢成本、炼钢厂内物流顺畅，要求P含量控制在≤0.015％。

S作为钢中有害夹杂对钢板的低温韧性(尤其横向低温韧性)、耐候性损害作用很大，更重要的是S在钢中与Mn结合，形成MnS夹杂物，在热轧过程中，MnS的可塑性使MnS沿轧向延伸，形成沿轧向MnS夹杂物带，严重损害钢板的横向低温冲击韧性、Z向性能和焊接性，同时S还是热轧过程中产生热脆性的主要元素；希望越低越好，但考虑到炼钢条件、炼钢成本、炼钢厂内物流顺畅原则，要求S含量控制在≤0.003％。

对于耐候钢而言，添加一定数量的Cu是必不可少的；此外，Cu作为奥氏体稳定化元素可以同时提高钢板强度且对钢板低温韧性影响较小；但加入过多的Cu(≥0.50％)时，在热轧和正火处理过程中，将发生细小弥散的ε-Cu沉淀(Cu在铁素体中固溶度约0.45％左右)，损害钢板的低温韧性，同时还可能造成铜脆；但如果加入Cu含量过少(＜0.25％)，达不到无涂装耐候性要求，因此Cu含量控制在0.25％～0.50％之间。

对于耐候钢而言，添加一定数量的Cr是必不可少的，加入一定数量的Cr(≤0.70％)可以在不损害钢板的低温韧性及焊接性的条件下，提高钢板的耐候性；但如果加入Cr含量过少(＜0.40％)，Cr对钢板耐候性贡献较小，达不到无涂装耐候性要求；加入过多(＞0.70％)，损害钢板的焊接性；因此Cr含量控制在0.40％～0.70％之间。

向钢中添加一定数量的Ni，也可以改善钢板的无涂装耐候性；更重要的是钢中加Ni可以防止铜脆发生，降低浇铸、热轧及焊接过程的热裂纹敏感性；此外，Ni是钢板获得优良低温韧性不可缺少的合金元素；因此从理论上讲，钢中Ni含量在一定范围内越高越好，但是Ni是一种很贵的合金元素，从低成本批量生产角度，适宜的加入量为0.15％～0.40％。

N的控制范围与Ti的控制范围相对应，对于改善钢板焊接性能，Ti/N在2.0～4.0之间最佳。N含量过低，生成TiN粒子数量少、尺寸大，不能起到改善钢的焊接性的作用，反而对焊接性有害；但是N含量过高时，钢中自由[N]增加，尤其大线能量焊接条件下热影响区(HAZ)自由[N]含量急剧增加，严重损害HAZ低温韧性，恶化钢的焊接性。因此N含量控制在≤0.0045％。

钢中加入微量的Ti目的是与钢中N结合，生成稳定性很高的TiN粒子，抑制焊接HAZ区奥氏体晶粒长大和改变二次相变产物，改善大线能量焊接HAZ的低温韧性。钢中添加的Ti含量要与钢中的N含量匹配，匹配的原则是TiN不能在液态钢水中析出而必须在固相中析出；因此TiN的析出温度必须确保低于1400℃，根据log[Ti][N]＝-16192/T+4.72可以确定Ti的加入量。当加入Ti含量过少(＜0.007％)，形成TiN粒子数量不足，不足以抑制HAZ的奥氏体晶粒长大和改变二次相变产物而改善大线能量焊接HAZ的低温韧性；加入Ti含量过多(＞0.013％)时，TiN析出温度超过1400℃，部分TiN颗粒在钢液凝固过程中析出大尺寸的TiN粒子，这种大尺寸TiN粒子不但不能抑制HAZ的奥氏体晶粒长大，反而成为裂纹萌生的起始点；因此Ti含量的控制范围为0.007％～0.013％。

钢板中的Als能够固定钢中的自由[N]，降低焊接热影响区(HAZ)自由[N]，促进铁素体在焊接冷却循环中析出(先期析出的AlN可作为铁素体的形核位置，细化HAZ的显微组织)，改善大线能量焊接HAZ的低温冲击韧性作用；但钢中加入过量的Als不但会在钢中形成大量弥散的针状Al₂O₃夹杂物，损害钢板低温冲击韧性和焊接性，根据钢板成分体系分析，最佳Als含量控制在0.035％～0.065％之间。

钢中添加微量的Nb元素目的是进行未再结晶控制轧制、提高TMCP钢板强度，当Nb添加量低于0.015％时，除不能有效发挥的未再结晶区、两相区控轧作用之外，对TMCP钢板强化能力也不足；当Nb添加量超过0.030％时，大线能量焊接条件下诱发上贝氏体(Bu)形成和Nb(C，N)二次析出脆化作用，严重损害大线能量焊接热影响区(HAZ)的低温韧性，因此Nb含量控制在0.015％～0.030％之间，获得最佳的控轧效果、实现TMCP钢板强韧化的同时，又不损害大线能量焊接HAZ的韧性。

V含量在0.030％～0.060％之间，并随着钢板厚度的增加，V含量可适当取上限值。添加V目的是通过V(C，N)在铁素体/贝氏体中析出，提高钢板的强度；V添加过少，低于0.030％，析出的V(C，N)太少，不能有效提高钢板的强度；V添加量过多，高于0.060％，损害钢板低温韧性、延伸率、焊接性。

对钢进行Ca处理，一方面可以纯净钢液，另一方面对钢中硫化物进行变性处理，使之变成不可变形的、稳定细小的球状硫化物，抑制S的热脆性、提高钢板冲击韧性和Z向性能、改善钢板冲击韧性的各向异性。Ca加入量的多少，取决于钢中S含量的高低，Ca加入量过低，处理效果不大；Ca加入量过高，形成Ca(O，S)尺寸过大，脆性也增大，可成为断裂裂纹起始点，降低钢的低温韧性，同时还降低钢质纯净度、污染钢液。一般控制Ca含量按ACR＝Ca[1-1.24×O]/1.25×S，其中ACR为硫化物夹杂形状控制指数，取值范围1.0～3.0之间为宜，因此Ca含量的控制范围为0.001％～0.005％。

本发明的高性能耐候建筑结构用钢的制造方法，其包括如下步骤，

1)冶炼，连铸

按上述成分冶炼，连铸工艺，并采用轻压下技术，连铸轻压下率控制在2％～5％之间，中间包浇注温度在1535℃～1555℃之间，拉坯速度0.8m/min～1.2m/min。

2)板坯加热，加温度1030℃～1130℃，板坯出炉后采用高压水除鳞；

3)轧制，

第一阶段为普通轧制，采用大轧制道次压下率进行连续轧制，确保形变金属发生动态/静态再结晶，细化奥氏体晶粒；

第二阶段采用奥氏体单相区控制轧制，控轧开轧温度820℃±15℃，轧制道次压下率≥8％，累计压下率≥30％，终轧温度800℃±15℃。

第三阶段采用奥氏体/铁素体两相区控制轧制，控轧开轧温度720℃±15℃，轧制道次压下率≥7％，累计压下率≥25％，终轧温度700℃±15℃；

4)控轧结束后，随即对钢板进行加速冷却；钢板开冷温度690℃±15℃，冷却速度≥5℃/s，停冷温度为500℃±30℃，随后钢板自然空冷至室温。

基于Mn/C比≥10、Ceq≤0.425％，且C≤0.09％，无因次Ni当量≥0.40，采用上述特殊的TMCP工艺，在保证成品钢板具有高强度、高低温韧性的同时，可以确保钢板屈强比≤0.8。

本发明的有益效果

本发明采用合金元素组合设计与相结合，最大限度地提高了合金元素Cu、Ni、Cr改善耐侯性及综合力学性能(尤其抗拉强度与低温韧性)的潜能，降低了吨钢贵重合金元素Cu、Ni、Cr的用量；且用特殊TMCP工艺代替热处理工艺，减少了制造工序，缩短制造周期；钢板获得了优良强韧性和强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能，特别适宜于用做无涂装高层建筑结构、桥梁结构，并且能够实现低成本稳定批量工业化生产；本发明不仅降低贵重资源消耗，降低制造成本，缩短了制造周期，也降低了生产组织难度(Cu、Ni元素含量较高的钢板，连铸坯表面质量较差，一般均需要下线进行表面清理，有时还需要进行表面着色渗透检查即所谓PT检查)，同时还消除了大量含Cu、Ni的废钢回收的困难，实现制造过程的绿色环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

制造工艺如下：

TDS铁水深度脱硫→转炉冶炼→LF→RH(喂Si-Ca丝)→连铸(采用轻压下工艺)→板坯下线精整→板坯定尺火切→加热→TMCP→钢板缓冷→AUT/MUT(自动/手动探伤检测)→钢板切边、切头尾→取样与性能验测→切定尺钢板→表面质量和外观尺寸、标识及检测→出厂。

实施例化学成分参见表1，制造工艺参见表2、表3，钢板性能参见表4。

根据本发明钢板技术特点，本发明钢板通过合理的合金元素的组合设计与特殊TMCP工艺相结合，钢板即可获得优良强韧性、强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能，因而提高构件安全可靠性、节约了用户构件制造的成本、缩短了用户构件制造的时间、大大降低了用户维护使用成本、延长了构件服役周期，为用户创造了巨大的价值，因而此类钢板是高附加值、绿色环保性的产品；由于本发明钢板生产过程中不需要添加任何设备，制造工艺简洁、生产过程控制容易，因此制造成本低廉，具有很高性价比和市场竞争力；且技术适应性强，可以向所有具有热处理设备的中厚板生产厂家推广，具有很强的商业推广性，具有较高的技术贸易价值。

随着我国经济持续发展，基础设施建设工程量越来越大，绿色环保性材料作为国家重点推广项目越来越受到重视，环保硬性约束指标将逐渐扩展到基础设施工程项目，作为绿色环保型高性能耐候建筑结构用高强钢板具有广阔的市场前景。

本发明已低成本稳定批量地生产出综合性能优良的耐候建筑结构用钢板，钢种综合性能优良，尤其焊接性、抗疲劳性能，很好地解决了高强度、高韧性、耐候性与低屈强比、优良焊接性之间的矛盾，该钢种为国际首创；目前该钢种已经成功用于制作广州新电视塔桅杆(桅杆高度为550mm～650mm)。

Claims (2)

1.一种高性能耐候建筑结构用钢，其成分重量百分比为：

C：0.060％～0.090％

Si：≤0.30％

Mn：1.00％～1.40％

P：≤0.015％

S：≤0.003％

Als：0.035％～0.065％

Cu：0.25％～0.40％

Ni：0.15％～0.40％

Cr：0.40％～0.70％

Ti：0.007％～0.013％

Nb：0.015％～0.030％

V：0.030％～0.060％

N：≤0.0045％

Ca：0.001％～0.005％

其余为铁和不可避免的夹杂；

且上述元素含量必须同时满足如下关系：

Mn/C≥10；

Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.425％，且C≤0.09％；

无因次Ni当量≥0.40，无因次Ni当量＝Ni+[Cu-2.112Cu²]+[Cr-1.834Cr²]+[1.574Mn-Mn²]-1.017Si；

耐候性指数D_NH＝26.01Cu+3.88Ni+1.2Cr+1.49Si+17.28P-7.29Cu×Ni-9.10Ni×P-33.39Cu²≥6.0％；

Ti/N在2.0～4.0之间；

Als≥10[N_tota1-0.292Ti]；

Ni/Cu＝0.50～1.0；

Ca/S在1.0～3.0之间，且Ca×S^0.28≤1.0×10^-3；

该建筑结构用钢采用如下制造方法获得：首先，冶炼、连铸，按上述成分冶炼，连铸工艺，并采用轻压下技术，连铸轻压下率控制在2％～5％之间，中间包浇注温度在1535℃～1555℃之间，拉坯速度0.8m/min～1.2m/min；然后，板坯加热，加热温度1030℃～1130℃，板坯出炉后采用高压水除鳞；接着轧制，包括，第一阶段为普通轧制，采用大轧制道次压下率进行连续轧制，确保形变金属发生动态/静态再结晶，细化奥氏体晶粒；第二阶段采用奥氏体单相区控制轧制，控轧开轧温度820℃±15℃，轧制道次压下率≥8％，累计压下率≥30％，终轧温度800℃±15℃；第三阶段采用奥氏体/铁素体两相区控制轧制，控轧开轧温度720℃±15℃，轧制道次压下率≥7％，累计压下率≥25％，终轧温度700℃±15℃；控轧结束后，随即对钢板进行加速冷却；钢板开冷温度690℃±15℃，冷却速度≥5℃/s，停冷温度为500℃±30℃，随后钢板自然空冷至室温。

2.一种高性能耐候建筑结构用钢的制造方法，其包括如下步骤，

1)冶炼，连铸

建筑结构用钢的成分重量百分比为：C：0.060％～0.090％、Si≤0.30％、Mn：1.00％～1.40％、P≤0.015％、S≤0.003％、Als：0.035％～0.065％、Cu：0.25％～0.40％、Ni：0.15％～0.40％、Cr：0.40％～0.70％、Ti：0.007％～0.013％、Nb：0.015％～0.030％、V：0.030％～0.060％、N≤0.0045％、Ca：0.001％～0.005％、其余为铁和不可避免的夹杂；且上述元素含量必须同时满足如下关系：Mn/C≥10；Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.425％，且C≤0.09％；无因次Ni当量≥0.40，无因次Ni当量＝Ni+[Cu-2.112Cu²]+[Cr-1.834Cr²]+[1.574Mn-Mn²]-1.017Si；耐候性指数D_NH＝26.01Cu+3.88Ni+1.2Cr+1.49Si+17.28P-7.29Cu×Ni-9.10Ni×P-33.39Cu²≥6.0％；Ti/N在2.0～4.0之间；Als≥10[N_total-0.292Ti]；Ni/Cu＝0.50～1.0；Ca/S在1.0～3.0之间，且Ca×S^0.28≤1.0×10^-3；

按上述成分冶炼，连铸工艺，并采用轻压下技术，连铸轻压下率控制在2％～5％之间，中间包浇注温度在1535℃～1555℃之间，拉坯速度0.8m/min～1.2m/min；

2)板坯加热，加热温度1030℃～1130℃，板坯出炉后采用高压水除鳞；

3)轧制，

第一阶段为普通轧制，采用大轧制道次压下率进行连续轧制，确保形变金属发生动态/静态再结晶，细化奥氏体晶粒；

第二阶段采用奥氏体单相区控制轧制，控轧开轧温度820℃±15℃，轧制道次压下率≥8％，累计压下率≥30％，终轧温度800℃±15℃；

第三阶段采用奥氏体/铁素体两相区控制轧制，控轧开轧温度720℃±15℃，轧制道次压下率≥7％，累计压下率≥25％，终轧温度700℃±15℃；

4)控轧结束后，随即对钢板进行加速冷却；钢板开冷温度690℃±15℃，冷却速度≥5℃/s，停冷温度为500℃±30℃，随后钢板自然空冷至室温。