CN108286019A - 一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计及其制造方法 - Google Patents

一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计及其制造方法，涉及钢材配方。所述设计中的配方按钢种组成元素成分的质量百分比配比详见权利。制造方法按照冶炼及连铸、圆钢轧制、圆钢精整及成品锻造步骤执行。按照本申请的配方及制造方法制备出规定化学成分范围的低碳铝镇静钢，同时严格控制影响塑性性能的P、S元素含量，并控制残余元素含量，从而不仅保证软钢的抗拉强度和屈服强度均在一定的强度范围内，而且满足屈服强度与抗拉强度的比值不大于0.72，制作的减隔震装置等效阻尼比及低周疲劳性能优良，从而满足铁路桥梁综合工况的受力与吸能抗震的使用要求。

Description

一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计及其制造方法
技术领域
本申请涉及钢材配方，特别是涉及一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计及其制造方法。
背景技术
铁路桥梁等高架建筑在极端自然条件下(如地震、台风等)，结构受到极大的破坏。而诸如铁路桥梁、桥墩等高架建筑，最容易受到破坏的部分是桥墩或桥墩与桥梁之间的联结点。一方面这种破坏轻则造成桥梁和桥墩之间发生横移错位，重则会导致桥梁滑落出桥墩，给行车安全带来致命的威胁。另一方面地震导致桥梁发生损坏后需要能够得到简便快捷的修复。传统的抗震设计往往是通过强化建筑结构本身(如桥墩加固、外围支撑设计)来达到储存和消耗能量的目的，从而满足设计的抗震标准，保证小震可修，大震不倒。这种利用强化结构本身的来保证抗震要求的设计方法存在三个方面的明显缺点：(1)结构本身强化会显著提高建设成本；(2)震动过程中结构主体缺乏自我调节能力，在不确定的自然力作用条件下(如不同的地震波形式与方向)，结构本身很可能仍然不满足安全要求；(3)一旦结构受到地震损毁或破坏，修复或重建成本高。
近年来，随着建筑技术的发展，结构震动控制技术成为抗震设计的一种合理而有效的途径，其中耗能减震就是其中一种最常用技术，所谓耗能减震就是将输入到结构中的破坏能量引向特殊设计的机构加以吸收和分散，从而达到保护主体结构的目的。
伴随着钢铁材料研究的不断进步，在国内外广泛研究的各种耗能减震器中，软钢阻尼减震器是最常见的一种，软钢阻尼减震器以结构简单、造价低廉、吸能效果明显的优点而得到广泛应用。软钢阻尼减震器最早由日本新日铁公司提出，其核心是根据不同的阻尼减震要求设计出相应的软钢材料。新日铁公司于 1995年成功开发出牌号为BLY-100和BLY-225两种抗震阻尼器用低屈服点软钢，两种钢种对应屈服强度分别为100M Pa和225M Pa，目前这两个钢种已经在工程上得到了广泛的应用，主要做成三种类型的抗震阻尼器应用于高层建筑结构的柱梁连接结构、剪力墙等。1998年川崎制铁开发出牌号为RIVE R FLEX 100和R IV E RFLE X235的两种类似低屈服点软钢。JFE成立以后把建筑构造用低屈服点钢纳入钢板产品目录，牌号为JFE-LY 100、JFE-LY 160、JFE-LY 225。中国台湾中钢也于1997年成功研制出牌号为LYS100的软钢。
由于不同的工程应用工况对抗震阻尼用软钢材料有着完全不同的机械性能要求。目前，缺少一种满足铁路桥梁防落梁用阻尼减震器制作的软钢材料。
发明内容
本申请的目的在于提供一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的配方及制造方法克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计，包括所述软钢材料的配方设计，其按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.11％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，
P：0.006％～0.010％，S：≤0.005％，
Nb：≤0.06％，V：≤0.15％，Ti≤0.03％，Cr：≤0.05％，Ni：≤0.05％，
Cu：≤0.05％，Mo：≤0.02％，Ce：<0.3％，N：≤0.008％，
Als：≥0.025％，其余为铁。
可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.50％～1.55％，
P：0.007％～0.009％，S：0.003％～0.004％，
Nb：0.03％，V：0.03％～0.05％，Ti：0.02％～0.03％，
Cr：0.01％～0.03％，
Al：0.035％～0.040％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.19％～0.20％，
N：0.004％～0.006％，其余为铁。
可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.14％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.45％～1.50％，
P：0.009％～0.010％，S：0.004％～0.005％，
Nb：0.03％～0.04％，V：0.03％～0.10％，Ti：0.02％～0.03％，
Cr：0.01％～0.02％，
Al：0.025％～0.040％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.19％～0.23％，
N：0.004％～0.008％，其余为铁。
可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.13％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.50％，
P：0.009％～0.010％，S：0.004％～0.005％，
Nb：0.02％～0.03％，V：0.03％，Ti：0.020％～0.025％，
Cr：0.01％～0.02％，
Al：0.035％～0.050％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.12％～0.19％，
N：0.004％～0.005％，其余为铁。
可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.13％～0.14％，Si：0.25％～0.30％，Mn：1.45％～1.50％，
P：0.007％～0.010％，S：0.003％～0.005％，
Nb：0.02％～0.03％，V：0.03％～0.05％，Ti：0.025％～0.030％，
Cr：0.02％～0.03％，
Al：0.035％～0.050％，Mo：≤0.01％，Ce：0.12％～0.20％，
N：0.005％～0.006％，其余为铁。
可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.14％～0.15％，Si：0.25％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，
P：0.007％～0.010％，S：0.003％～0.006％，
Nb：0.03％～0.04％，V：0.05％～0.10％，Ti：0.030％，
Cr：0.02％～0.03％，
Al：0.025％～0.035％，Mo：0.01％，Ce：0.20％～0.23％，
N：0.006％～0.008％，其余为铁。
可选地，所述的设计还包括低倍组织设计，所述软钢材的横截面酸浸低倍组织或断口试片上不得有肉眼可见的缩孔、分层、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点；
所述酸浸低倍组织级别应符合以下规定：
根据本申请的另一个方面，还提供了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的制造方法，所述软钢材料按照权利要求1-6中任一项所述的配方进行配比，所述制造方法按照下述步骤进行：
冶炼及连铸——采用LD－LF－RH－CCM工艺流程，顶底复合吹氧、挡渣出钢、埋弧精炼及真空脱气以控制钢中P、S、O、N等杂质含量，其中，大断面铸机拉速1.9-2.2m/min，控制过热度≤25℃，连铸坯冷却检查后进入轧钢工序；
圆钢轧制——将上述连铸坯在步进式加热炉内加热到1150℃-1200℃，加热后经除鳞机除鳞后由连轧机轧制成规格的圆钢，从铸坯到圆钢的轧制压缩必须大于8，轧制后的圆钢分段成一定长度后空冷；
成品锻造——通过模锻或锻轧方式，将成品圆钢锻造或轧成满足设计要求形状与尺寸的结构件，锻或轧后的成品直接正火处理；
其中，所述软钢材料达到的机械性能指标如下：
可选地，所述成品锻造之前，还包括将空冷后的圆钢进行精整的工序。
可选地，所述圆钢精整工序是冷却后的圆钢通过磁粉或漏磁方式检测表面缺陷，不允许存在深度大于0.2mm的缺陷，存在以上缺陷时表面允许修磨，表面修磨的最大深度从实际尺寸算起不允许大于名义直径的1％，且清理的宽深比必须大于8，圆钢必须经过超声波探伤设备检测内部缺陷，不允许内部存在平底孔当量大于的缺陷。
按照本申请的软钢材设计及制造方法制备出规定化学成分范围的低碳铝镇静钢，同时严格控制影响塑性性能的P、S元素含量，并控制残余元素含量，从而不仅保证软钢的抗拉强度和屈服强度均在一定的强度范围内，而且满足屈服强度与抗拉强度的比值不大于0.72，制作的减隔震装置等效阻尼比及低周疲劳性能优良，从而满足铁路桥梁综合工况的受力与吸能抗震的使用要求。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本申请一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的制造方法的示意性流程图；
图2是利用本申请的软钢材制造的减隔震装置水平滞回性能的滞回曲线图；
图3是利用本申请的软钢材制造的减隔震装置的低周疲劳循环性能试验的荷载-位移曲线图。
具体实施方式
发明人发现，不同的工程应用工况对抗震阻尼用软钢材料有着完全不同的机械性能要求，而成分设计是保证机械性能的前提。高速铁路桥梁的其受力条件更加复杂，一方面由于铁路线路穿山越岭，地理条件复杂，更加容易受地震影响，对抗震性能的要求更高；另一方面，正常机车通行的工况下不仅受力大，而且也要求桥墩结构稳固，震动最小化。此外，由于铁路线路跨越地区广，温度变化大，对软钢材料的低温冲击性能也提出了较高的要求。
基于上述目的，以本申请以设计的成分体系为基础，设计出一种具有良好综合机械性能、满足铁路桥梁防落梁用阻尼减震器制作的软钢材料。
本申请的思路是：设计出一种满足规定化学成分范围的低碳铝镇静钢，同时严格控制影响塑性性能的P、S元素含量，并控制残余元素含量，从而不仅保证软钢的抗拉强度和屈服强度均在一定的强度范围内，而且满足屈服强度与抗拉强度的比值不大于0.72，制作的减隔震装置等效阻尼比及低周疲劳性能优良，从而满足铁路桥梁综合工况的受力与吸能抗震的使用要求。
本申请的一个方面，提供了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计，包括所述软钢材料的配方设计，其按组成元素成分的质量百分比配比如下：
主要成分设计，C：0.11％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％；
软钢材中有害杂质元素控制，P：0.006％～0.010％，S：≤0.005％；
合金残余元素控制要求，Nb：≤0.06％，V：≤0.15％，Ti≤0.03％， Cr：≤0.05％，Ni：≤0.05％，
Cu：≤0.05％，Mo：≤0.02％，Ce：<0.3％，N：≤0.008％；
Als：≥0.025％，
其余为铁。
主要成分设计中，C为碳化物形成元素，可以显著提高钢的强度，当含量低于0.10％时，会使淬透性降低，从而降低韧性，含量高于0.18％时，会显著恶化钢的偏析，造成韧性显著降低，影响塑性性能的要求。
Si：Si固溶于铁素体以提高钢的屈服强度，不宜过高，太高会使加工和韧性恶化，低于0.1％会使钢容易氧化。
Mn：Mn为奥氏体形成元素，可以提高钢的淬透性，含量小于1％时显著降低钢的淬透性，降低马氏体比例从而降低韧性；当含量大于1.6％时，将显著增加钢中的组织偏析，影响热轧组织的均匀性和冲击性能。
软钢材中有害杂质元素控制，P、S是钢材中有害杂质元素，随着含量的提高会严重影响钢材的韧性性能，减震用软钢设计时必须严格控制，确保含量处于较低的水平。
合金残余元素控制要求，其中，
Mo在合金钢体系中是一种有效的强化元素，主要是通过碳化物及固溶强化形式来提高钢的强度及回火稳定性。
Cr是一种可以强烈提高钢材淬透性的元素，强碳化物形成元素，回火时析出碳化物提高钢的强度。
V元素能够细化钢中晶粒，其参与形成的碳化物，能够大幅提高钢的强度。
Nb是细晶和析出强化元素，可弥补因碳降低而引起的强度的下降，含量小于0.02％时作用不明显，高于0.04％时容易形成粗大的Nb(CN)，从而降低韧性。
Ti是强碳氮化物形成元素，显著细化奥氏体晶粒，可弥补因碳降低而引起的强度的下降，若含量高于0.04％太高，易形成粗大的TiN，降低材料韧性。
Ce固溶于钢中的微量铈有抑制奥氏体晶粒粗化的作用，软钢中的铈碳化物是拉伸和冲击断口由沿晶脆性断口转变为韧性断口的主要原因，使钢的韧性和塑性改善，但对钢的屈服强度没有显著影响。
根据性能设计要求，本钢种属于低碳钢体系，合金元素的增加会提高钢的抗拉强度与屈服强度，不利于对震动能量的吸储，因此必须控制钢中的合金残余元素含量。
Als：≥0.025％，酸溶铝含量的要求是为了保证冶炼过程采用铝脱氧工艺，提高钢质纯净度，细化晶粒，保证其综合性能。
按照本申请的软钢材设计制备出规定化学成分范围的低碳铝镇静钢，同时严格控制影响塑性性能的P、S元素含量，并控制残余元素含量，从而不仅保证软钢的抗拉强度和屈服强度均在一定的强度范围内，而且满足屈服强度与抗拉强度的比值不大于0.72，制作的减隔震装置等效阻尼比及低周疲劳性能优良，从而满足铁路桥梁综合工况的受力与吸能抗震的使用要求。
可选地，本实施例中，所述软钢材料的配方设计，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.50％～1.55％，
P：0.007％～0.009％，S：0.003％～0.004％，
Nb：0.03％，V：0.03％～0.05％，Ti：0.02％～0.03％，
Cr：0.01％～0.03％，
Al：0.035％～0.040％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.19％～0.20％，
N：0.004％～0.006％，其余为铁。
可选地，本实施例中，所述软钢材料的配方设计，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.14％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.45％～1.50％，
P：0.009％～0.010％，S：0.004％～0.005％，
Nb：0.03％～0.04％，V：0.03％～0.10％，Ti：0.02％～0.03％，
Cr：0.01％～0.02％，
Al：0.025％～0.040％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.19％～0.23％，
N：0.004％～0.008％，其余为铁。
可选地，本实施例中，所述软钢材料的配方设计，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.13％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.50％，
P：0.009％～0.010％，S：0.004％～0.005％，
Nb：0.02％～0.03％，V：0.03％，Ti：0.020％～0.025％，
Cr：0.01％～0.02％，
Al：0.035％～0.050％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.12％～0.19％，
N：0.004％～0.005％，其余为铁。
可选地，本实施例中，所述软钢材料的配方设计，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.13％～0.14％，Si：0.25％～0.30％，Mn：1.45％～1.50％，
P：0.007％～0.010％，S：0.003％～0.005％，
Nb：0.02％～0.03％，V：0.03％～0.05％，Ti：0.025％～0.030％，
Cr：0.02％～0.03％，
Al：0.035％～0.050％，Mo：≤0.01％，Ce：0.12％～0.20％，
N：0.005％～0.006％，其余为铁。
可选地，本实施例中，所述软钢材料的配方设计，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.14％～0.15％，Si：0.25％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，
P：0.007％～0.010％，S：0.003％～0.006％，
Nb：0.03％～0.04％，V：0.05％～0.10％，Ti：0.030％，
Cr：0.02％～0.03％，
Al：0.025％～0.035％，Mo：0.01％，Ce：0.20％～0.23％，
N：0.006％～0.008％，其余为铁。
进一步地，所述的设计还包括低倍组织设计，所述软钢材的横截面酸浸低倍组织或断口试片上不得有肉眼可见的缩孔、分层、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点；
所述酸浸低倍组织级别应符合下表1规定：
表1
锭型偏析 中心疏松 一般疏松 偏析
≤2.5 ≤2.5 ≤2.5 ≤2.0
根据本申请的另一个方面，还提供了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的制造方法，所述软钢材料按照上述的配方进行配比，所述制造方法按照下述步骤进行：
按上述钢种组成元素成分为(质量百分比)，如表2：
表2
S100，冶炼及连铸——采用LD－LF－RH－CCM工艺流程，顶底复合吹氧、挡渣出钢、埋弧精炼及真空脱气以控制钢中P、S、O、N等杂质含量，其中，大断面铸机拉速1.9-2.2m/min，控制过热度≤25℃，连铸坯冷却检查后进入轧钢工序。
S200，圆钢轧制——将上述连铸坯(可冷装也可热装)在步进式加热炉内加热到1150℃-1200℃，加热后经除鳞机除鳞后由连轧机轧制成(或开坯轧制后连轧成)规格的圆钢，从铸坯到圆钢的轧制压缩必须大于8，轧制后的圆钢分段成一定长度后空冷，空冷后的圆钢进行精整的工序。
S300，圆钢精整——冷却后的圆钢通过磁粉或漏磁方式检测表面缺陷，不允许存在深度大于0.2mm的缺陷，存在以上缺陷时表面允许修磨，表面修磨的最大深度从实际尺寸算起不允许大于名义直径的1％，且清理的宽深比必须大于 8，圆钢必须经过超声波探伤设备检测内部缺陷，不允许内部存在平底孔当量大于的缺陷。
S400，成品锻造——通过模锻或锻轧方式，将成品圆钢锻造或轧成满足设计要求形状与尺寸的结构件，锻或轧后的成品直接正火处理；
其中，所述软钢材料达到的机械性能指标如下：
表3
具体实施案例及对比例的配比，见表4。
表4
表5实施例与对比例力学性能比较，见表5。
表5
减隔震装置水平滞回性能
图2是利用本申请的软钢材制造的减隔震装置水平滞回性能的滞回曲线图。 400B试件实验时，加载速度为2mm/S，滞回试验位移均为40mm、60mm、80mm、 100mm、120mm、140mm、160mm，每个位移下加载3周。得到的滞回曲线见图2，得到的等效阻尼比见表6。
表6等效阻尼比
位移(mm) 100 120 140 160
等效阻尼比 0.114 0.162 0.200 0.231
减隔震装置低周疲劳循环性能试验
图3是利用本申请的软钢材制造的减隔震装置的低周疲劳循环性能试验的荷载-位移曲线图。160mm位移条件下的低周疲劳试验，低周疲劳次数达到79 周。低周疲劳的荷载-位移曲线见图3。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的设计，包括所述软钢材料的配方设计，其按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.11％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，
P：0.006％～0.010％，S：≤0.005％，
Nb：≤0.06％，V：≤0.15％，Ti≤0.03％，Cr：≤0.05％，Ni：≤0.05％，
Cu：≤0.05％，Mo：≤0.02％，Ce：<0.3％，N：≤0.008％，
Als：≥0.025％，其余为铁。
2.根据权利要求1所述的设计，其特征在于，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.50％～1.55％，
P：0.007％～0.009％，S：0.003％～0.004％，
Nb：0.03％，V：0.03％～0.05％，Ti：0.02％～0.03％，
Cr：0.01％～0.03％，
Al：0.035％～0.040％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.19％～0.20％，
N：0.004％～0.006％，其余为铁。
3.根据权利要求1所述的设计，其特征在于，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.14％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.45％～1.50％，
P：0.009％～0.010％，S：0.004％～0.005％，
Nb：0.03％～0.04％，V：0.03％～0.10％，Ti：0.02％～0.03％，
Cr：0.01％～0.02％，
Al：0.025％～0.040％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.19％～0.23％，
N：0.004％～0.008％，其余为铁。
4.根据权利要求1所述的设计，其特征在于，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.13％，Si：0.20％～0.25％，Mn：1.50％，
P：0.009％～0.010％，S：0.004％～0.005％，
Nb：0.02％～0.03％，V：0.03％，Ti：0.020％～0.025％，
Cr：0.01％～0.02％，
Al：0.035％～0.050％，Mo：0.01％～0.02％，Ce：0.12％～0.19％，
N：0.004％～0.005％，其余为铁。
5.根据权利要求1所述的设计，其特征在于，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.13％～0.14％，Si：0.25％～0.30％，Mn：1.45％～1.50％，
P：0.007％～0.010％，S：0.003％～0.005％，
Nb：0.02％～0.03％，V：0.03％～0.05％，Ti：0.025％～0.030％，
Cr：0.02％～0.03％，
Al：0.035％～0.050％，Mo：≤0.01％，Ce：0.12％～0.20％，
N：0.005％～0.006％，其余为铁。
6.根据权利要求1所述的设计，其特征在于，按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.14％～0.15％，Si：0.25％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，
P：0.007％～0.010％，S：0.003％～0.006％，
Nb：0.03％～0.04％，V：0.05％～0.10％，Ti：0.030％，
Cr：0.02％～0.03％，
Al：0.025％～0.035％，Mo：0.01％，Ce：0.20％～0.23％，
N：0.006％～0.008％，其余为铁。
7.根据权利要求1所述的设计，其特征在于，还包括低倍组织设计，所述软钢材的横截面酸浸低倍组织或断口试片上不得有肉眼可见的缩孔、分层、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点；
所述酸浸低倍组织级别应符合以下规定：
8.一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的制造方法，其特征在于，所述软钢材料按照权利要求1-7中任一项所述的配方进行配比，所述制造方法按照下述步骤进行：
冶炼及连铸——采用LD－LF－RH－CCM工艺流程，顶底复合吹氧、挡渣出钢、埋弧精炼及真空脱气以控制钢中P、S、O、N等杂质含量，其中，大断面铸机拉速1.9-2.2m/min，控制过热度≤25℃，连铸坯冷却检查后进入轧钢工序；
圆钢轧制——将上述连铸坯在步进式加热炉内加热到1150℃-1200℃，加热后经除鳞机除鳞后由连轧机轧制成规格的圆钢，从铸坯到圆钢的轧制压缩必须大于8，轧制后的圆钢分段成一定长度后空冷；
成品锻造——通过模锻或锻轧方式，将成品圆钢锻造或轧成满足设计要求形状与尺寸的结构件，锻或轧后的成品直接正火处理；
其中，所述软钢材料达到的机械性能指标如下：
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述成品锻造之前，还包括将空冷后的圆钢进行精整的工序。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述圆钢精整工序是冷却后的圆钢通过磁粉或漏磁方式检测表面缺陷，不允许存在深度大于0.2mm的缺陷，存在以上缺陷时表面允许修磨，表面修磨的最大深度从实际尺寸算起不允许大于名义直径的1％，且清理的宽深比必须大于8，圆钢必须经过超声波探伤设备检测内部缺陷，不允许内部存在平底孔当量大于的缺陷。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109943776A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 上海衍衡新材料科技有限公司 一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料及制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1250819A (zh) * 1998-09-30 2000-04-19 株式会社神户制钢所 涂膜耐久性优异的涂饰用钢材及其制造方法
CN102471847A (zh) * 2009-08-17 2012-05-23 新日本制铁株式会社 带内表面突起的螺旋钢管及其制造法
CN105624553A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 江西理工大学 一种改善低温冲击韧性的高强度钢板及其制造方法
CN105821325A (zh) * 2016-06-15 2016-08-03 山东钢铁股份有限公司 一种调质型高低温韧性管线钢及制造方法
CN106191662A (zh) * 2016-08-25 2016-12-07 山东钢铁股份有限公司 一种钛脱氧易焊接调质高强韧性钢板及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1250819A (zh) * 1998-09-30 2000-04-19 株式会社神户制钢所 涂膜耐久性优异的涂饰用钢材及其制造方法
CN102471847A (zh) * 2009-08-17 2012-05-23 新日本制铁株式会社 带内表面突起的螺旋钢管及其制造法
CN105624553A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 江西理工大学 一种改善低温冲击韧性的高强度钢板及其制造方法
CN105821325A (zh) * 2016-06-15 2016-08-03 山东钢铁股份有限公司 一种调质型高低温韧性管线钢及制造方法
CN106191662A (zh) * 2016-08-25 2016-12-07 山东钢铁股份有限公司 一种钛脱氧易焊接调质高强韧性钢板及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109943776A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 上海衍衡新材料科技有限公司 一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料及制造方法

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