CN112195406A - 低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本高性能Q370qE‑HPS桥梁钢，涉及钢铁生产技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.05%～0.08%，Si：0.10%～0.40%，Mn：1.61%～1.70%，P≤0.015%，S≤0.0030%，Nb：0.030%～0.050%，Ti：0.010%～0.018%，残余Ni≤0.05%，Cr：0.20%～0.30%，残余Mo≤0.05%，残余Cu≤0.05%，残余B≤0.05%，N≤0.005%，Al：0.020%～0.050%，余量为Fe和杂质。采用TMCP轧制工艺，得到屈强比低焊接性能优异的满足标准要求的桥梁钢板，提高了企业的市场竞争力。

Description

低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢及生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢及生产方法。
背景技术
高性能桥梁钢板Q370qE-HPS广泛用于公路桥、铁路桥、公铁两用桥，自从2010年后，在国家大力发展交通建设，桥梁用钢不断增加的背景下，大跨度的Q370级别桥梁用钢主要采用的正火钢板，正火热处理工艺冶炼工序成本在200元以上，还不包括转运的成本，钢板在正火后会出现性能不稳定、焊接接头冲击功偏低、分层等现象，或熔透角焊接层状撕裂等质量问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.05％～0.08％，Si：0.10％～0.40％，Mn：1.61％～1.70％，P≤0.015％，S≤0.0030％，Nb：0.030％～0.050％，Ti：0.010％～0.018％，残余Ni≤0.05％，Cr：0.20％～0.30％，残余Mo≤0.05％，残余Cu≤0.05％，残余B≤0.05％，N≤0.005％，Al：0.020％～0.050％，余量为Fe和杂质。
技术效果：本发明在精心研究国家桥梁结构钢GB/T 714标准后，通过独特的低碳微铌钛合金化桥梁成分设计，得到铁素体更多的组织结构，促进了产品软向组织的形成，有效提高二开及终轧温度，适当改判组织的晶粒度，稳定产品屈服强度，通过水冷的条件，促进了碳化物及铬元素的组织转变，降低屈服强度的同时提升产品的抗拉强度，有效降低了产品的屈强比。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，板厚16～30mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.05％～0.07％，Si：0.10％～0.20％，Mn：1.61％～1.65％，P≤0.015％，S≤0.0030％，Nb：0.030％～0.040％，Ti：0.010％～0.015％，残余Ni≤0.05％，Cr：0.20％～0.30％，残余Mo≤0.05％，残余Cu≤0.05％，残余B≤0.05％，N≤0.005％，Al：0.020％～0.050％，余量为Fe和杂质。
前所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，板厚30～50mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06％～0.08％，Si：0.15％～0.25％，Mn：1.63％～1.68％，P≤0.015％，S≤0.0030％，Nb：0.040％～0.050％，Ti：0.010％～0.015％，残余Ni≤0.05％，Cr：0.20％～0.30％，残余Mo≤0.05％，残余Cu≤0.05％，残余B≤0.0005％，N≤0.005％，Al：0.020％～0.050％，余量为Fe和杂质。
前所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，板厚50～60mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：1.65％～1.70％，P≤0.015％，S≤0.0030％，Nb：0.040％～0.050％，Ti：0.010％～0.015％，残余Ni≤0.05％，Cr：0.20％～0.30％，残余Mo≤0.05％，残余Cu≤0.05％，残余B≤0.0005％，N≤0.005％，Al：0.020％～0.050％，余量为Fe和杂质。
前所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，钢板显微组织包括铁素体、珠光体和10％～30％贝氏体。
本发明的另一目的在于提供一种低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢的生产方法，无需回火处理，包括按成分设计体系配比备料→铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理→板坯浇注→步进炉加热→高压水除鳞→控制轧制冷却→轧后处理，控制轧制冷却工艺：奥氏体温度1100～1110℃，待温坯厚度根据钢板厚度调整2～4倍，二开温度根据订单厚度调整820～990℃，终轧温度为820±20℃，采用超快冷冷却至560～590℃，钢板冷却后及时下线进缓冷坑进行堆冷，堆冷24小时后进行剪切、标识、表检、探伤、入库。
本发明的有益效果是：
(1)本发明依据中国国家标准GB/T 714结构用桥梁钢，采用了高锰铬元素、低碳微铌钛合金化成分设计，采用了TMCP轧制技术替代了传统的TMCP+回火工艺，有效降低了产品制造成本，大幅度了提高了企业竞争力；
(2)本发明采用的低温奥氏体化技术，降低了原始奥氏体晶粒度，保证了产品低温冲击韧性的稳定；
(3)本发明通过控制二开温度及终轧温度，配合水冷工艺，有效降低了产品屈服强度保证了抗拉强度的稳定，稳定了产品屈强比的稳定；
(4)本发明通过轧制温度的控制及轧后水冷方法，合理进行了组织转变，获得包括铁素体、珠光体和10％～30％贝氏体的组织，减轻了带状组织的危害，避免心部有害元素及硬相组织的聚集，提高产品的探伤合格率及焊接性能的稳定性；
(5)本发明通过高锰铬元素的设计，细化了组织晶粒度，保证了产品抗拉强度的稳定，通过控制二开温度及终轧温度，保证了产的屈强比；
(6)本发明通过钢板堆冷，有效解决了产品内应力不均匀的问题，保证了客户分切、加工稳定性。
附图说明
图1为实施例1得到的钢板在金相显微镜下典型的组织形貌图。
具体实施方式
以下实施例提供的一种低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，钢板厚度规格分别为22mm、33mm、55mm，其化学成分及质量百分比如表1所示，
表1实施例钢板化学成分(wt％)
元素 C Si Mn P S Nb Ti
实施例1 0.06 0.15 1.63 0.013 0.002 0.031 0.013
元素 Ni Cr Mo Cu B N Al
实施例1 0.03 0.23 0.009 0.02 0.0002 0.0035 0.031
元素 C Si Mn P S Nb Ti
实施例2 0.07 0.20 1.65 0.011 0.001 0.045 0.012
元素 Ni Cr Mo Cu B N Al
实施例2 0.02 0.26 0.008 0.03 0.0003 0.0038 0.028
元素 C Si Mn P S Nb Ti
实施例3 0.075 0.36 1.69 0.010 0.001 0.048 0.015
元素 Ni Cr Mo Cu B N Al
实施例3 0.04 0.28 0.010 0.01 0.0002 0.0042 0.033
。
生产方法包括以下步骤：按上述成分设计体系配比备料→铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理→板坯浇注→步进炉加热→高压水除鳞→控制轧制冷却→轧后处理，奥氏体温度1100～1110℃，待温坯厚度根据钢板厚度调整2～4倍，二开温度根据订单厚度调整820～990℃，终轧温度为820±20℃，采用超快冷冷却至560～590℃。具体轧制工艺见表2，性能见表3，表2实施例钢板的轧制工艺
奥氏体温度 待温坯厚度 二开温度 终轧温度 返红温度
实施例1 1108 88 890 839 588
实施例2 1109 66 860 831 580
实施例3 1106 110 830 821 563
表3实施例钢板的力学性能性能
Figure BDA0002708638550000031
Figure BDA0002708638550000041
由图1可见，钢板组织以块状铁素体为主，含有极少量的贝氏体体，组织均匀细小并且致密，有利于产品高强度、低屈强比、高韧性、易焊接、抗疲劳等性能。
综上，本发明采用TMCP轧制技术，应用短流程、低成本的制造方法，有效消除了钢板的内应力。开发的Q370qE-HPS桥梁用钢，满足了桥梁厂易焊接、高韧性、质量稳定的高性能桥梁钢板。通过成本优化，有效降低了产品制造成本，提高了企业的竞争能力，增加了企业经济效益。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，其特征在于：其化学成分及质量百分比如下：C：0.05%～0.08%，Si：0.10%～0.40%，Mn：1.61%～1.70%，P≤0.015%，S≤0.0030%，Nb：0.030%～0.050%，Ti：0.010%～0.018%，残余Ni≤0.05%，Cr：0.20%～0.30%，残余Mo≤0.05%，残余Cu≤0.05%，残余B≤0.05%，N≤0.005%，Al：0.020%～0.050%，余量为Fe和杂质。
2.根据权利要求1所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，其特征在于：板厚16～30mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.05%～0.07%，Si：0.10%～0.20%，Mn：1.61%～1.65%，P≤0.015%，S≤0.0030%，Nb：0.030%～0.040%，Ti：0.010%～0.015%，残余Ni≤0.05%，Cr：0.20%～0.30%，残余Mo≤0.05%，残余Cu≤0.05%，残余B≤0.05%，N≤0.005%，Al：0.020%～0.050%，余量为Fe和杂质。
3.根据权利要求1所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，其特征在于：板厚30～50mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06%～0.08%，Si：0.15%～0.25%，Mn：1.63%～1.68%，P≤0.015%，S≤0.0030%，Nb：0.040%～0.050%，Ti：0.010%～0.015%，残余Ni≤0.05%，Cr：0.20%～0.30%，残余Mo≤0.05%，残余Cu≤0.05%，残余B≤0.0005%，N≤0.005%，Al：0.020%～0.050%，余量为Fe和杂质。
4.根据权利要求1所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，其特征在于：板厚50～60mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.06%～0.08%，Si：0.20%～0.40%，Mn：1.65%～1.70%，P≤0.015%，S≤0.0030%，Nb：0.040%～0.050%，Ti：0.010%～0.015%，残余Ni≤0.05%，Cr：0.20%～0.30%，残余Mo≤0.05%，残余Cu≤0.05%，残余B≤0.0005%，N≤0.005%，Al：0.020%～0.050%，余量为Fe和杂质。
5.根据权利要求1所述的低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢，其特征在于：钢板显微组织包括铁素体、珠光体和10%～30%贝氏体。
6.一种低成本高性能Q370qE-HPS桥梁钢的生产方法，其特征在于：应用于权利要求1-5任意一项，无需回火处理，包括按成分设计体系配比备料→铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理→板坯浇注→步进炉加热→高压水除鳞→控制轧制冷却→轧后处理，
控制轧制冷却工艺：奥氏体温度1100～1110℃，待温坯厚度根据钢板厚度调整2～4倍，二开温度根据订单厚度调整820～990℃，终轧温度为820±20℃，采用超快冷冷却至560～590℃，钢板冷却后及时下线进缓冷坑进行堆冷，堆冷24小时后进行剪切、标识、表检、探伤、入库。
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