CN109943776A - 一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，包括：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：≤0.008％，S：≤0.005％，Alt：≤0.025％，V：≤0.15％，N：≤0.008％，Nb：≤0.03％，Ti：≤0.03％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.03％，Mo：≤0.03％，其余为铁。通过C、Si、Mn、P、S、Alt、V、N、Nb、Ti、Cu、Cr、Ni、Mo和铁的协同作用能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫。
Description
技术领域
本申请涉及钢材配方，特别是涉及生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料及制造方法。
背景技术
国家在《中长期铁路网规划》中提出，到2020年全国铁路运营里程达到10万公里，规划中四纵四横铁路桥项目建设约5000公里，估算铁路桥梁用钢约为30万吨/年。铁路桥通常采用钢结构设计，对钢结构的强韧性、焊接、屈强比、Z向提出了较高要求，尤其对低屈强比铁路桥梁用合金结构钢提出了严格的要求指标防落梁装置及分离式减震榫的受力变形构件采用特种抗震用合金结构钢加工制作而成。防落梁装置产品一般由限位钢榫、墩顶预埋件及梁底预埋件三部分组成。限位钢榫采用圆形变截面构件，在设计位移条件下，构件塑性区长度应大于构件长度的50％。分离式限位钢榫组件由上、下两根变截面钢榫组成，钢榫中部设置偏心法兰采用螺栓连接，以方便安装和更换。
分离式减震榫产品一般由减震榫体、传力筒、墩顶及梁底预埋件组成。减震榫体由上下两根变截面钢榫组成，钢榫按照考虑几何非线性影响的等强度悬臂梁设计。传力筒组件由两个内嵌黄铜滑动层的钢筒组成，钢筒之间采用可调整间距的螺栓夹板连接。墩顶及梁底预埋件一般采用设螺孔的锚固钢板及钢板锚固钢筋构成，减震榫体通过法兰盘采用高强螺栓与锚固钢板连接。亦可采用其他可靠形式的预埋件实现减震榫体与墩顶和梁体的连接及传力。现有分离式减震榫的屈强较高，无法满足需求，况且现有加工方法无法加工出符合要求的减震榫。
发明内容
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
根据本申请的第一方面，提供了一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，包括：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：≤0.008％，S：≤0.005％，Alt：≤0.025％，V：≤0.15％，N：≤0.008％，
Nb：≤0.03％，Ti：≤0.03％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.03％，
Mo：≤0.03％，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：0.23％～0.30％，Mn：1.47％～1.55％，
P：≤0.001％～0.007％，S：≤0.001％～0.004％，Alt：≤0.005％～0.022％，
V：≤0.02％～0.12％，N：≤0.001％～0.007％，
Nb：≤0.02％，Ti：≤0.02％，Cu：≤0.02％，Cr：≤0.02％，
Ni：≤0.02％，Mo：≤0.02％，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％，Si：0.25％，Mn：1.50％，
P：≤0.002％～0.006％，S：≤0.002％～0.004％，Alt：≤0.007％～0.020％，
V：≤0.05％～0.10％，N：≤0.002％～0.006％，
Nb：≤0.025％，Ti：≤0.025％，Cu：≤0.25％，Cr：≤25％，
Ni：≤25％，Mo：≤25％，其余为铁。
可选地，包括：按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.14％，Si：0.27％，Mn：1.52％，
P：≤0.003％～0.005％，S：≤0.003％，Alt：≤0.010％，
V：≤0.07％，N：≤0.003％～0.005％，
Nb：≤0.027％，Ti：≤0.027％，Cu：≤0.27％，Cr：≤27％，
Ni：≤27％，Mo：≤27％，其余为铁。
本申请的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，通过C：0.11％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，P：≤0.008％，S：≤0.005％，Alt：≤0.025％，V：≤0.15％，N：≤0.008％，Nb：≤0.03％，Ti：≤0.03％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.03％，Mo：≤0.03％，其余为铁，协同作用能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫。
根据本申请的第二方面，还提供了一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，所述合金材料按照第一方面所述的配方中任一项进行配比，所述制造方法按照以下步骤进行：
顶底复吹转炉冶炼—LF精炼—VD/RH真空精炼处理—连铸保护浇注—热轧工艺控制工艺进行生产制造；
所述热轧工艺控制指的是控轧工艺，控制轧制过程中：第二机架轧程开坯厚度、第二机架轧程开轧温度、圆钢终轧温度、冷却的普通控轧工艺生产要求较高的强度和低屈强比的铁路桥梁减震榫用合金结构钢棒，钢棒规格在￠60-150mm；
所述控轧工艺中包括：轧机第一机架开轧温度控制在1000℃以上，属于完全再结晶温度范围，通过单道次反复轧制再结晶，得到细化高温奥氏体晶粒，轧到设定的中间坯厚度后，温度一般在1000℃以上，中间坯在辊道上游动降温至所述第二机架开轧温度，当温度检测器检测到相应辊道上钢温度达到模型计算的所述第二机架的开轧温度，返回所述轧机进行未再结晶区轧制；
所述第二机架开轧温度控制在850℃～920℃，进行所述第二机架轧制后，一般轧制4～8道次，所述轧机第二机架轧制采用较大的第二阶段累计压下率，一般控制在60％-70％，用于细化晶粒和降低脆性转变温度，终轧温度设定在760℃～810℃，然后进行终轧，轧后按冷却模型进行冷却控制。
可选地，当所述钢棒规格在￠125-140mm时：所述第二机架开轧温度≤945℃，第二阶段累计压下率≥50％，中轧温度≤935℃，中轧累计压下率≥38％，终轧温度≤825℃。
可选地，当所述钢棒规格在￠110-115mm时：所述第二机架开轧温度≤915℃，第二阶段累计压下率≥65％，终轧温度≤805℃。
可选地，当所述钢棒规格在￠85-95mm时：所述第二机架开轧温度≤895℃，第二阶段累计压下率≥65％，终轧温度≤792℃。
可选地，当所述钢棒规格在￠65-70mm时：所述第二机架开轧温度≤870℃，第二阶段累计压下率≥66％，终轧温度≤770℃。
本申请的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，通过顶底复吹转炉冶炼—LF精炼—VD/RH真空精炼处理—连铸保护浇注—热轧工艺控制工艺进行生产制造，可以生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫用合金结构钢，加工方便快捷。
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是根据本申请一个实施例的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法的流程图。
具体实施方式
本申请的第一方面，提供了一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，包括：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：≤0.008％，S：≤0.005％，Alt：≤0.025％，V：≤0.15％，N：≤0.008％，Nb：≤0.03％，Ti：≤0.03％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.03％，Mo：≤0.03％，其余为铁。
本申请的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，通过C：0.11％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，P：≤0.008％，S：≤0.005％，Alt：≤0.025％，V：≤0.15％，N：≤0.008％，Nb：≤0.03％，Ti：≤0.03％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.03％，Mo：≤0.03％，其余为铁，协同作用下能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫。
在该实施例中，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：0.23％～0.30％，Mn：1.47％～1.55％，P：≤0.001％～0.007％，S：≤0.001％～0.004％，Alt：≤0.005％～0.022％，V：≤0.02％～0.12％，N：≤0.001％～0.007％，Nb：≤0.02％，Ti：≤0.02％，Cu：≤0.02％，Cr：≤0.02％，Ni：≤0.02％，Mo：≤0.02％，其余为铁。通过优化C、Si、Mn、P、S、Alt、V、N、Nb、Ti、Cu、Cr、Ni、Mo和铁的配比，能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫。
在该实施例中，可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：C：0.11％，Si：0.24％，Mn：1.49％，P：≤0.004％，S：≤0.002％，Alt：≤0.008％，V：≤0.09％，N：≤0.004％，Nb：≤0.02％，Ti：≤0.02％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.02％，Mo：≤0.02％，其余为铁。通过进一步优化C、Si、Mn、P、S、Alt、V、N、Nb、Ti、Cu、Cr、Ni、Mo和铁的配比，能够生产出较佳的屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫。
在该实施例中，可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：C：0.13％，Si：0.25％，Mn：1.50％，P：≤0.002％～0.006％，S：≤0.002％～0.004％，Alt：≤0.007％～0.020％，V：≤0.05％～0.10％，N：≤0.002％～0.006％，Nb：≤0.025％，Ti：≤0.025％，Cu：≤0.25％，Cr：≤25％，Ni：≤25％，Mo：≤25％，其余为铁。通过优化C、Si、Mn、P、S、Alt、V、N、Nb、Ti、Cu、Cr、Ni、Mo和铁的配比，能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫，其更加优良。
在该实施例中，可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：C：0.14％，Si：0.27％，Mn：1.52％，P：≤0.003％～0.005％，S：≤0.003％，Alt：≤0.010％，V：≤0.07％，N：≤0.003％～0.005％，Nb：≤0.027％，Ti：≤0.027％，Cu：≤0.27％，Cr：≤27％，Ni：≤27％，Mo：≤27％，其余为铁。通过优化C、Si、Mn、P、S、Alt、V、N、Nb、Ti、Cu、Cr、Ni、Mo和铁的配比，能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫。
如图1所示，本申请的第二方面，还提供了一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，所述合金材料按照第一方面所述的配方中任一项进行配比，所述制造方法按照以下步骤进行：
步骤1、顶底复吹转炉冶炼；
步骤2、LF精炼；
步骤3、VD/RH真空精炼处理；
步骤4、连铸保护浇注；
步骤5、热轧工艺控制工艺进行生产制造。
通过该方法能够生产出屈强比≤0.70的铁路桥梁减震榫用合金结构钢。
在该实施例中，可选地，所述的生产过程中热轧控制工艺指的是控轧工艺，通过控制轧制过程中：第二机架轧程开坯厚度(中间坯厚度，即控制第二阶段累计压下率)、第二机架轧程开轧温度、圆钢终轧温度、冷却的普通控轧工艺生产要求较高的强度和低屈强比的铁路桥梁减震榫用合金结构钢钢棒，钢棒规格在￠60-150mm。
在该实施例中，可选地，所述的在生产工艺过程的控轧工艺中，一般情况下，轧机第一机架开轧温度控制在1000℃以上，属于完全再结晶温度范围，通过单道次反复轧制再结晶，得到细化高温奥氏体晶粒，同时，防止了部分再结晶区控制轧制的晶粒不均匀性；轧到设定的中间坯厚度后，温度一般在1000℃以上，中间坯在辊道上游动降温至第二机架开轧温度，当温度检测器检测到相应辊道上钢温度达到模型计算的第二机架开轧温度，即返回轧机进行未再结晶区轧制；第二机架开轧温度控制在850℃～920℃，进行第二机架轧制后，一般轧制4～8道次，轧机第二机架轧制采用较大的第二阶段累计压下率，一般控制在60％-70％，可较大程度地细化晶粒和降低脆性转变温度，终轧温度设定在760℃～810℃，然后进行终轧，轧后按冷却模型进行冷却控制。
在该实施例中，可选地，所述的￠60-150mm规格铁路桥梁减震榫用合金结构钢钢棒的热轧控制工艺方法为：
1、￠125-140mm规格钢棒采用的控制轧制方法：第二机架开轧温度≤945℃，第二阶段累计压下率≥50％，中轧温度≤935℃，中轧累计压下率≥38％，终轧温度≤825℃。
2、￠110-115mm规格钢棒采用的控制轧制方法：第二机架开轧温度≤915℃，第二阶段累计压下率≥65％，终轧温度≤805℃。
3、￠85-95mm规格钢棒采用的控制轧制方法：第二机架开轧温度≤895℃，第二阶段累计压下率≥65％，终轧温度≤792℃。
4、￠65-70mm规格钢棒采用的控制轧制方法：第二机架开轧温度≤870℃，第二阶段累计压下率≥66％，终轧温度≤770℃。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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 (9)
1.一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，包括：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：≤0.008％，S：≤0.005％，Alt：≤0.025％，V：≤0.15％，N：≤0.008％，
Nb：≤0.03％，Ti：≤0.03％，Cu：≤0.03％，Cr：≤0.03％，Ni：≤0.03％，
Mo：≤0.03％，其余为铁。
2.根据权利要求1所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，其特征在于，包括：按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.12％～0.15％，Si：0.23％～0.30％，Mn：1.47％～1.55％，
P：≤0.001％～0.007％，S：≤0.001％～0.004％，Alt：≤0.005％～0.022％，
V：≤0.02％～0.12％，N：≤0.001％～0.007％，
Nb：≤0.02％，Ti：≤0.02％，Cu：≤0.02％，Cr：≤0.02％，
Ni：≤0.02％，Mo：≤0.02％，其余为铁。
3.根据权利要求1所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，其特征在于，包括：按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.13％，Si：0.25％，Mn：1.50％，
P：≤0.002％～0.006％，S：≤0.002％～0.004％，Alt：≤0.007％～0.020％，
V：≤0.05％～0.10％，N：≤0.002％～0.006％，
Nb：≤0.025％，Ti：≤0.025％，Cu：≤0.25％，Cr：≤25％，
Ni：≤25％，Mo：≤25％，其余为铁。
4.根据权利要求1所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料，其特征在于，包括：按组成元素成分的质量百分比配比如下：
C：0.14％，Si：0.27％，Mn：1.52％，
P：≤0.003％～0.005％，S：≤0.003％，Alt：≤0.010％，
V：≤0.07％，N：≤0.003％～0.005％，
Nb：≤0.027％，Ti：≤0.027％，Cu：≤0.27％，Cr：≤27％，
Ni：≤27％，Mo：≤27％，其余为铁。
5.一种生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，其特征在于，所述合金材料按照权利要求1-4中任一项所述的配方进行配比，所述制造方法按照以下步骤进行：
顶底复吹转炉冶炼—LF精炼—VD/RH真空精炼处理—连铸保护浇注—热轧工艺控制工艺进行生产制造；
所述热轧工艺控制指的是控轧工艺，控制轧制过程中：第二机架轧程开坯厚度、第二机架轧程开轧温度、圆钢终轧温度、冷却的普通控轧工艺生产要求较高的强度和低屈强比的铁路桥梁减震榫用合金结构钢棒，钢棒规格在￠60-150mm；
所述控轧工艺中包括：轧机第一机架开轧温度控制在1000℃以上，属于完全再结晶温度范围，通过单道次反复轧制再结晶，得到细化高温奥氏体晶粒，轧到设定的中间坯厚度后，温度一般在1000℃以上，中间坯在辊道上游动降温至所述第二机架开轧温度，当温度检测器检测到相应辊道上钢温度达到模型计算的所述第二机架的开轧温度，返回所述轧机进行未再结晶区轧制；
所述第二机架开轧温度控制在850℃～920℃，进行所述第二机架轧制后，一般轧制4～8道次，所述轧机第二机架轧制采用较大的第二阶段累计压下率，一般控制在60％-70％，用于细化晶粒和降低脆性转变温度，终轧温度设定在760℃～810℃，然后进行终轧，轧后按冷却模型进行冷却控制。
6.根据权利要求5所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，其特征在于：
当所述钢棒规格在￠125-140mm时：所述第二机架开轧温度≤945℃，第二阶段累计压下率≥50％，中轧温度≤935℃，中轧累计压下率≥38％，终轧温度≤825℃。
7.根据权利要求5所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，其特征在于：
当所述钢棒规格在￠110-115mm时：所述第二机架开轧温度≤915℃，第二阶段累计压下率≥65％，终轧温度≤805℃。
8.根据权利要求5所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，其特征在于：
当所述钢棒规格在￠85-95mm时：所述第二机架开轧温度≤895℃，第二阶段累计压下率≥65％,终轧温度≤792℃。
9.根据权利要求5所述的生产低屈强比铁路桥梁减震榫合金材料的制造方法，其特征在于：
当所述钢棒规格在￠65-70mm时：所述第二机架开轧温度≤870℃，第二阶段累计压下率≥66％，终轧温度≤770℃。
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| Title |
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| 蔡开科: "《连铸坯质量控制》", 31 May 2010 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112126850A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 上海衍衡新材料科技有限公司 | 一种耐蚀针布钢及制备方法 |
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