CN114134408B - 一种460MPa级桥梁钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种460MPa级桥梁钢板及其制造方法，属于桥梁钢结构用钢材冶金制造领域。钢板的生产方法为：经KR铁水预处理、BOF转炉初炼、LF精炼、RH真空处理，弧形连铸机生产连铸板坯，连铸板坯经再加热、控制轧制、加速冷却细化组织、控制钢板组织类型。采用超低碳成分设计，钢板近表面0～5mm厚度为板条状无碳贝氏体和准多边形铁素体的混合组织，中间厚度为板条状超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织。钢板生产厚度5～100mm，Rp0.2≥460MPa，Rm590MPa～700MPa，A≥20％，‑60℃纵横向KV2≥120J，具有高强度、高韧性、优良耐大气腐蚀性能、优良焊接性能等优点，可广泛应用于大型、特大型桥梁钢结构的建造。

Description

一种460MPa级桥梁钢板及其制造方法
技术领域
本发明属于铁基合金冶炼技术领域，具体涉及一种用于大型、特大型桥梁钢结构制造的460MPa级耐大气腐蚀钢板，同时还涉及该钢板的制造方法。
背景技术
桥梁建设逐步向大跨度、重载荷方向发展，相应制造桥梁的钢结构越来越大型化，制作桥梁钢结构所用的钢板强度要求越来越高，屈服强度460MPa级钢板逐步成为大型、特大型桥梁钢结构制作的主要材料。作为全焊结构，桥梁结构钢焊接性能对桥梁安全性、建造施工等均极为重要。对于当代大型、特大型桥梁，耐大气腐蚀钢板在国外早已开始应用，在国内，耐大气腐蚀钢板在桥梁工程中也进行了大胆尝试，耐大气腐蚀钢板越来越得到桥梁设计、业主、施工方的高度重视，保证并提高桥梁钢板耐大气腐蚀性能已成为冶金材料工作者的重要课题。
中国专利公开文献CN102206788A公开了一种460MPa级钢及其生产方法，钢的下屈服强度不低于460MPa，抗拉强度不低于570MPa，屈强比不高于0.83，断后伸长率不低于20％，-40℃纵向AKv不低于120J，Z向断面收缩率不低于35％，钢板由控制轧制控制冷却工艺生产。不足之处在于C含量偏高(重量百分比0.13％～0.16％)，一定程度上影响了钢板的焊接性能，钢板不具有耐大气腐蚀性能，生产厚度只有20mm～68mm，冲击韧性只达到E级(-40℃)。
中国专利公开文献CN102400055A公开了一种低成本屈强比可控高强度高韧性钢板及其制造方法，钢板的屈服强度≥460N/mm2、抗拉强度≥600N/mm2，其化学成分以低C为基本特征(重量百分比0.04％～0.10％)，TMCP工艺条件下，可控制屈强比在0.75以下；400～550℃温度范围内回火，屈强比可控制在0.85以下；550～680℃温度范围内回火，屈强比可控制在0.85～0.90之间。不足之处在于钢板不具有耐大气腐蚀性能,生产厚度≤50mm，冲击韧性只达到E级(-40℃)。
中国专利公开文献CN101318287A公开了一种460MPa高强韧性桥梁用中厚钢板的生产方法，低C成分设计(0.07％～0.10％)，屈服强度≥460MPa，抗拉强度≥570MPa，屈强比≤0.83，断后伸长率≥20％，-40℃低温韧性≥100J，控轧控冷工艺生产，不足之处在于钢板不具有耐大气腐蚀性能，生产厚度≤30mm，冲击韧性只达到E级(-40℃)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种460MPa级建筑钢板，具有更高的韧性，冲击韧性可达到-60℃的使用标准，钢板不仅具有良好的焊接性而且具有耐大气腐蚀性能，且生产厚度为5～100mm，最大生产厚度可达到100mm。
本发明的技术方案为：一种460MPa级桥梁、建筑用钢板由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：≤0.10％，Si：0.05％～0.55％，Mn：1.20％～1.70％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr:0.45％～0.80％，Cu:0.25％～0.50％，Ni：0.01％～1.00％，Als：0.015％～0.050，Nb：0.005％～0.060％，V:0.010％～0.080％，Ti:0.010％～0.025％，Mo：0.02％～0.60％，N:0.002～0.006％,B：≤0.0005％，Ce:0.001％～0.010％，Pcm≤0.23，耐大气腐蚀指数I≥6.2，其中Pcm＝(％C)+(％Mn)/20+(％Si)/30+(％Cu)/20+(％Cr)/20+(％Ni)/60+(％Mo)/15+(％V)/10+5(％B)，I＝26.01(％Cu)+3.88(％Ni)+1.20(％Cr)+1.49(％Si)+17.28(％P)-7.29(％Cu)(％Ni)-9.10(％Ni)(％P)-33.39(％Cu)2,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明钢板采用化学成分低碳(C)和低焊接裂纹敏感性指数(Pcm)设计，保证钢板的焊接性能；充足的Cu、Cr、Ni、Mo及I系数，表层无碳贝氏体和极细晶粒尺寸有效保证钢板耐大气腐蚀性能；微合金元素结合控轧控冷工艺细化钢板晶粒、中间厚度超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织保证钢板高强度、高韧性。
钢板中各组分及含量在本发明中的作用是：
⑴、碳(C)
与强碳化物形成元素Nb、V、Ti等生成碳化物发挥微合金元素的作用；在钢中生成大块的富碳相如M/A组织时降低钢板低温韧性和耐大气腐蚀性能。因此将碳含量控制在0.10％以下。
⑵、硅(Si)
是炼钢过程中最经济的还原剂和脱氧剂；但硅含量超过0.55％时，连铸坯加热时表面氧化铁皮增厚且不易去除,恶化钢板表面质量。因此，将钢中Si的含量控制在0.05％～0.55％。
⑶、锰(Mn)
是钢中重要的强韧化元素，具有固溶强化作用；降低钢的下临界点(降低临界转变温度Ar3)，从而增加奥氏体冷却的过冷度，细化组织、促进贝氏体生成提高钢的强度和低温韧性。相对其它合金成本低廉。但有较强的偏析趋势。因此本发明采用锰的含量为1.20％～1.70％。
⑷、磷(P)
可以提高钢的耐腐蚀性能。显著扩大液相和固相之间的两相区，使钢产生严重的中心偏析，影响钢板中心低温韧性。本发明主要将磷作为有害元素对待，尽量降低其含量。
⑸、硫(S)
是钢中的有害元素，极易偏析，严重影响钢的韧性和塑性，造成钢板纵横向性能差异。因此尽量降低其含量。
⑹、铬(Cr)
是提高钢耐大气腐蚀性能最主要的元素之一；与γ-Fe无限固溶，属中强碳化物形成元素，在缺少碳时进入固溶体，使奥氏体等温转变曲线图形右移，降低钢的相变点，降低奥氏体临界转变冷速，快冷后促进贝氏体的形成，提高钢的抗拉强度(Rm)。本发明将铬控制在0.45％～0.80％。
⑺、铜(Cu)
是提高钢耐大气腐蚀性能最主要的元素之一；钢坯加热或热轧时易产生热脆，恶化钢板表面性能。本发明铜控制在0.25％～0.50％。
⑻、镍(Ni)
提高钢的耐大气腐蚀性能；Ni固溶于α-Fe中可以有效提高钢的冲击韧性，并使其脆性转变温度极低；此外，镍可以有效阻止铜热脆引起的网裂。本发明镍控制在0.01％～1.00％。
⑼、铝(AL)
铝是强脱氧元素，在硅脱氧后，用铝终脱氧，本发明铝一方面体现了钢水的纯净度；另一方面钢中一定残留铝具有加热过程抑制奥氏体晶粒粗化的作用。在钢中起作用的是酸溶铝(ALs)，控制酸溶铝(ALs)在0.015％以上。
⑽、铌(Nb)
是强碳化物形成元素，形成的碳、氮化物可以提高奥氏体再结晶温度，使钢在较宽的加工窗口内实现非再结晶奥氏体变形；在低温奥氏体区应变诱导析出，促进γ/α相变的富化生核，细化组织并具有一定的沉淀强化作用；在铁素体相区析出抑制铁素体晶粒长大,从而细化组织。但加热过程必须保证充分的固溶才可发挥积极地作用。本发明控制在0.005％～0.060％。
⑾、钒(V)
是强碳化物形成元素，在钢中几乎完全和碳、氮化合生成钒的碳氮化物，加热过程完全固溶于奥氏体中，控轧过程控制其析出行为，可作为有效核心位置促进晶内铁素体形核达到细化晶粒的作用；控轧后的冷却过程控制适宜的冷却温度、冷却速度可有强烈的析出强化作用。本发明控制在0.010％～0.080％。
⑿、钛(Ti)
是强碳、氮化物形成元素，微量钛可形成细小的钛的碳、氮化物颗粒，有效钉扎奥氏体晶界，阻止加热过程晶粒长大；另外，钢板中高度弥散分布的钛的化合物可以阻止焊接过程中晶粒长大，改善焊接热影响区的韧性。若形成粗大的Ti的化合物，则会对钢的韧性带来极为不利的影响。本发明控制在0.010％～0.025％。
⒀、钼(Mo)
可抑制等轴铁素体晶粒的生成，使奥氏体相变的C曲线右移，珠光体转变和贝氏体转变曲线分离，控制冷却条件，利于形成强韧性均良好的微细超低碳或无碳贝氏体和非等轴铁素体。降低钢的点蚀的效果十分明显，可以提高钢的耐腐蚀性；为中强碳化物形成元素，本发明不希望钼形成碳化物。本发明控制钼含量0.02～0.60％。
⒁、氮(N)
氮是炼钢过程不可避免带入的元素；与钛、铌、钒等元素化合形成弥散分布的碳氮化物质点，可以发挥其抑制晶粒长大、细化组织、沉淀强化等作用。但若形成粗大的夹杂物如TiN，则严重降低钢的韧性、塑性。本发明限制N含量在0.0020％～0.0080％，更优选的N含量在0.0020％～0.0060％。
⒂、硼(B)
容易在晶界偏聚，大大恶化钢的韧性；但因炼钢原料原因不可避免地在钢中有一定的残余含量。因此本发明限制硼含量在0.0005％以下。
⒃、铈(Ce)
在低碳钢中，影响钢的相变点，减缓奥氏体向贝氏体转变，在ACC强冷相变过程中，可改变碳化物析出部位，由在晶界和晶内分布变为主要在晶内分布，且抑制碳化物相的聚集粗化使碳化物变得细小弥散，细化相变后铁素体、贝氏体晶粒；能改善钢中夹杂物形态降低残留于钢中的夹杂物的危害。本发明控制在0.001％～0.010％。
本发明的目的还在于提供一种具有上述化学成分组成的，用于大型、特大型桥梁等钢结构制作的460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板制造方法，具体步骤如下：
第一步，炼钢，高炉铁水经KR预处理，将硫脱至≤0.005％；然后在BOF转炉中初炼，脱碳、脱磷到目标成分以下后出钢；转炉出钢后进入LF钢包精炼工序，LF精炼完成钢水深脱氧、精调各种成分达到目标要求、调整温度等任务；之后开始RH真空处理，在这里将钢水中氢含量脱至0.00015％以下，氮含量脱至目标范围，继续深脱氧至钢水中氧含量≤0.0015％；RH真空处理后在弧形连铸机中浇铸凝固生产出连铸板坯。
第二步，连铸板坯在步进梁式连续加热炉内再加热，有效再加热温度1080℃～1280℃，有效再加热时间8.0min/cm～15min/cm，其中1200℃以上保温时间3.0min/cm～6.0min/cm，板坯温度达到轧钢要求，保证微合金元素充分固溶。
第三步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第一阶段轧制，本阶段将连铸坯轧到成品钢板厚度的2.2倍～4.0倍，有效道次总压下率≥50％，有效道次指奥氏体再结晶分数≥95％的轧钢道次，总压下率等于(有效道次轧前厚度和-有效道次轧后厚度和)/有效道次轧前厚度和，通过试验测试，本品种有效道次具体指温度950℃～1150℃，单道次压下率8.0％～30％的轧钢道次，在较高轧钢温度(1000℃以上)时单道次压下率可以处于本范围的中下限，在较低轧钢温度(950℃～1000℃)时单道次压下率必须处于本范围的中上限，通过足够的反复动态、静态再结晶细化奥氏体晶粒。同时为防止应变诱发的异常粗大晶粒导致奥氏体晶粒平均直径差别大的情况发生，单道次压下率＜8％的道次数不得超过3道。
第四步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第二阶段轧制，本阶段将第一阶段变形后的连铸坯轧到成品钢板厚度，开轧温度≤940℃，所有轧钢道次均必须保证不发生奥氏体的再结晶，轧钢温度和单道次压下率配合，较低温度(＜860℃)时单道次压下率可以大些、但一般不超过20％，较高温度(940℃～860℃)时单道次压下率要小一些、但一般不超过15％，在奥氏体区终轧，轧钢结束温度Ar3+20～100℃，实际的Ar3温度和化学成分、变形量、冷却速度均有关系，这里Ar3是在实验室测出的仅受成分影响的温度值，现场实际生产时变形量、冷却速度的影响在补偿温度范围20～100℃内体现，一般钢板越厚补偿取值越高。本阶段和第一阶段轧钢结束时的钢板厚度配合，保证总体累积压下率≥50％，钢板表面0～5mm处累积压下率≥60％，奥氏体晶粒被大量压扁并在奥氏体晶粒内引入大量位错和变形带。
第五步，停留等待，第二阶段轧制结束后，钢板在辊道上游动等待20s～180s，钢板越厚等待时间越长，这期间主要是钢板内部发生位错的回复或形成胞状结构，微合金元素Nb、Ti的碳、氮化物在晶界、亚晶界、位错处析出。另外是保证开冷温度。
第六步，在ACC加速水冷却系统中对钢板进行控制冷却，冷却开始温度Ar3+5～60℃，采用大流量、较短时间，表面强冷、中间厚度适度冷速的方式进行冷却，冷却水流量2800Nm3/h～4000Nm3/h，根据钢板厚度确定开启冷却水组数3组～16组，辊道速度0.6m/s～1.5m/s，钢板越厚开启冷却水组数越多、辊道速度越慢，达到钢板表面0～5mm的冷却速度15℃/s～45℃/s，钢板厚度二分之一处的冷却速度5℃/s～20℃/s，冷却终止温度500℃～650℃，在奥氏体转变的贝氏体相变区终冷，高冷却速度消除大块富碳相如M/A组织的生成，促进贝氏体生成、促进钒的沉淀强化，最终成品钢板表面0～5mm为板条状无碳贝氏体和准多边形铁素体的混合组织，晶粒极细，平均晶粒粒径≤8μm，钢板中间厚度为板条状超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织，平均晶粒粒径≤30μm。另外控制冷却水上下水比0.45～0.65，保证钢板上下面冷却一致、组织性能相同。
本发明钢板采用化学成分低碳(C)和低焊接裂纹敏感性指数(Pcm)设计，保证钢板的焊接性能；充足的Cu、Cr、Ni、Mo及I系数，表层无碳贝氏体和极细晶粒尺寸有效保证钢板耐大气腐蚀性能；微合金元素结合控轧控冷工艺细化钢板晶粒、中间厚度超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织保证钢板高强度、高韧性。
本发明具有以下优点：
⑴、钢板强度高、韧性高，屈强比低，屈服强度(Rp0.2)≥460MPa、抗拉强度(Rm)≥590MPa～700MPa、断后伸长率(A)≥19％、-60℃纵横向KV2≥120J，屈强比(Rp0.2/Rm)≤0.85；
⑵、钢板具有良好焊接性。
⑶、钢板具有优良耐大气腐蚀性能。
⑷、钢板生产厚度范围大，最大厚度达到100mm；
⑸、钢板TMCP工艺生产，不涉及热处理，工艺流程短，生产成本低。
附图说明
图1为实施例1中6mm厚460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板微观金相组织；
图2为实施例2中60mm厚460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板微观金相组织；
图3为实施例3中100mm厚460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板微观金相组织。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本实施例的钢板厚度6mm。其是由以下质量百分数的组分熔炼而成：C：0.06％，Si：0.10％，Mn：1.38％，P：0.012％，S：0.003，Cr:0.48％，Cu:0.30％，Ni：0.31％，Als：0.029，Nb：0.027，V:0.035％，Ti:0.015％，Mo：0.04％，N：0.0032，B：0.0002％，Ce:0.003％，Pcm：0.18，耐大气腐蚀指数6.2,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板生产方法步骤如下：
第一步，炼钢，高炉铁水经KR预处理，将硫脱至0.005％；BOF转炉初炼脱碳、脱磷分别达到碳含量0.05％、磷含量0.008％时出钢；LF精炼完成钢水深脱氧、精调各种成分达到目标要求、调整温度等任务；RH真空处理后钢中[H]：0.00013％，[N]：0.0032％，[O]：0.0011％；然后在弧形连铸机中浇铸凝固生产出连铸板坯，板坯厚度150mm。
第二步，连铸板坯在步进梁式连续加热炉内再加热，有效再加热温度1100℃～1250℃，有效再加热时间10.5min/cm，其中1200℃以上保温时间3.4min/cm。
第三步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第一阶段轧制，本阶段将连铸坯轧到成品钢板厚度的3.5倍，有效道次总压下率68％，有效道次轧钢温度960℃～1130℃，单道次压下率8.9％～24.5％，3道单道次压下率＜8％。
第四步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第二阶段轧制，开轧温度940℃，单道次压下率5％～16％，终轧温度770℃(Ar3+30℃)，总体累积压下率≥71.4％。
第五步，停留等待，第二阶段轧制结束后，钢板在辊道上游动等待20s。
第六步，在ACC加速水冷却系统中对钢板进行控制冷却，冷却开始温度745℃(Ar3+5℃)，冷却水流量2950Nm3/h，开启冷却水3组，辊道速度1.35m/s，钢板表面冷却速度35℃/s，钢板厚度二分之一处的冷却速度18℃/s，冷却终止温度650℃，控制冷却水上下水比0.5。最终成品钢板表面为板条状无碳贝氏体和准多边形铁素体的混合组织，平均晶粒粒径8μm，钢板厚度中心为板条状超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织，平均晶粒粒径15μm。
本实施例460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板性能如下：
6mm厚460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板性能
Figure BDA0003110272130000081
本实施例微观金相组织见图1。
实施例二
本实施例的钢板厚度60mm。其是由以下质量百分数的组分熔炼而成：C：0.07％，Si：0.21％，Mn：1.61％，P：0.009％，S：0.001，Cr:0.57％，Cu:0.33％，Ni：0.39％，Als：0.041，Nb：0.039，V:0.045％，Ti:0.022％，Mo：0.12％，N：0.0027，B：0.0003％，Ce:0.002％，Pcm：0.22，耐大气腐蚀指数6.6,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板生产方法步骤如下：
第一步，炼钢，高炉铁水经KR预处理，将硫脱至0.004％；BOF转炉初炼脱碳、脱磷分别达到碳含量0.04％、磷含量0.006％时出钢；LF精炼完成钢水深脱氧、精调各种成分达到目标要求、调整温度等任务；RH真空处理后钢中[H]：0.00011％，[N]：0.0027％，[O]：0.0010％；然后在弧形连铸机中浇铸凝固生产出连铸板坯，板坯厚度370mm。
第二步，连铸板坯在步进梁式连续加热炉内再加热，有效再加热温度1090℃～1220℃，有效再加热时间13min/cm，其中1200℃以上保温时间4.9min/cm。
第三步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第一阶段轧制，本阶段将连铸坯轧到成品钢板厚度的2.5倍，有效道次总压下率68％，有效道次轧钢温度1000℃～1080℃，单道次压下率8.5％～25％，3道单道次压下率＜8％。
第四步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第二阶段轧制，开轧温度840℃，单道次压下率6％～16％，终轧温度780℃(Ar3+85℃)，总体累积压下率60％，钢板表面0～5mm处累积压下率69％。
第五步，停留等待，第二阶段轧制结束后，钢板在辊道上游动等待89s。
第六步，在ACC加速水冷却系统中对钢板进行控制冷却，冷却开始温度750℃(Ar3+55℃)，冷却水流量3850Nm3/h，开启冷却水16组，辊道速度0.85m/s，钢板表面冷却速度30℃/s，钢板厚度二分之一处的冷却速度11.5℃/s，冷却终止温度530℃，控制冷却水上下水比0.55。最终成品钢板表面下5mm为板条状无碳贝氏体和准多边形铁素体的混合组织，平均晶粒粒径7μm，钢板厚度中心为板条状超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织，平均晶粒粒径19μm。
本实施例460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板性能如下：
60mm厚460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板性能
Figure BDA0003110272130000091
本实施例微观金相组织见图2。
实施例三
本实施例的钢板厚度100mm。其是由以下质量百分数的组分熔炼而成：C：0.05％，Si：0.14％，Mn：1.67％，P：0.008％，S：0.001，Cr:0.69％，Cu:0.32％，Ni：0.45％，Als：0.039，Nb：0.045，V:0.050％，Ti:0.023％，Mo：0.19％，N：0.0025，B：0.0002％，Ce:0.003％，Pcm：0.21，耐大气腐蚀指数6.7,余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板生产方法步骤如下：
第一步，炼钢，高炉铁水经KR预处理，将硫脱至0.003％；BOF转炉初炼脱碳、脱磷分别达到碳含量0.04％、磷含量0.007％时出钢；LF精炼完成钢水深脱氧、精调各种成分达到目标要求、调整温度等任务；RH真空处理后钢中[H]：0.00010％，[N]：0.0025％，[O]：0.0011％；然后在弧形连铸机中浇铸凝固生产出连铸板坯，板坯厚度450mm。
第二步，连铸板坯在步进梁式连续加热炉内再加热，有效再加热温度1090℃～1230℃，有效再加热时间13min/cm，其中1200℃以上保温时间5.5min/cm。
第三步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第一阶段轧制，本阶段将连铸坯轧到成品钢板厚度的2.2倍，有效道次总压下率45％，有效道次轧钢温度980℃～1070℃，单道次压下率10％～25％，2道单道次压下率＜8％。
第四步，在4300mm四辊可逆式厚板轧机上进行第二阶段轧制，开轧温度800℃，单道次压下率5％～18％，终轧温度780℃(Ar3+100℃)，总体累积压下率54.5％，钢板表面0～5mm处累积压下率60.5％。
第五步，停留等待，第二阶段轧制结束后，钢板在辊道上游动等待125s。
第六步，在ACC加速水冷却系统中对钢板进行控制冷却，冷却开始温度740℃(Ar3+60℃)，冷却水流量4000Nm3/h，开启冷却水16组，辊道速度0.65m/s，钢板表面冷却速度39℃/s，钢板厚度二分之一处的冷却速度7.5℃/s，冷却终止温度550℃，控制冷却水上下水比0.60。最终成品钢板表面下5mm为板条状无碳贝氏体和准多边形铁素体的混合组织，平均晶粒粒径7μm，钢板厚度中心为板条状超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织，平均晶粒粒径25μm。
本实施例460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板性能如下：
100mm厚460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板性能
Figure BDA0003110272130000101
本实施例微观金相组织见图3。
对实施例中所制得的460MPa级低屈强比钢板，同时选用普通低合金高强度Q460E钢作为对比钢种,按照TB/T2375-1993《铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法》进行周浸加速腐蚀试验，试验溶液为0.104％NaHSO4,PH值4.4～4.8，试验溶液温度45℃±2℃，试验湿度70％RH±5％RH,1h为一循环，其中浸入溶液12min，干燥48min。腐蚀试验结果见下表：
460MPa级耐大气腐蚀低屈强比桥梁钢板周浸加速腐蚀试验结果
Figure BDA0003110272130000102
Figure BDA0003110272130000111
从表中数据看，本发明耐大气腐蚀钢板具有良好的耐腐蚀性能，尤其是随着腐蚀时间的延长，阻滞腐蚀的作用十分明显。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种460MPa级桥梁钢板，其特征在于：所述钢板由以下质量百分比的组分熔炼而成：
C：≤0.10%，Si：0.05%～0.55%，Mn：1.20%～1.70%，P≤0.015%，S≤0.005%， Cr: 0.45%～0.80%，Cu: 0.25%～0.50%，Ni：0.01%～1.00%，Als：0.015%～0.050，Nb：0.005%～0.060%，V: 0.010%～0.080%，Ti: 0.010%～0.025%，Mo：0.02%～0.60%，N:0.002～0.006%,B：≤0.0005%，Ce: 0.001%～0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质元素；
所述钢板的制造方法由以下步骤组成：
第一步，钢水冶炼，高炉铁水经KR预处理，将硫脱至≤0.005%；然后在BOF转炉中初炼，脱碳、脱磷到目标成分以下后出钢；转炉出钢后进入LF钢包精炼工序，LF精炼完成钢水深度脱氧、精调各种成分达到目标要求、调整温度；之后开始RH真空脱气处理，将钢水中氢含量脱至0.00015%以下，氮含量脱至目标范围，继续深脱氧至钢水中氧含量≤0.0015%；RH真空脱气处理后浇铸凝固生产出连铸板坯；
第二步，连铸板坯在加热炉内再加热，有效再加热温度1080℃～1280℃，有效再加热时间8.0min/cm～15min/cm，其中1200℃以上保温时间3.0min/cm～6.0min/cm；
第三步，第一阶段轧制，本阶段将连铸坯轧到成品钢板厚度的2.2倍～4.0倍，有效道次总压下率≥50%，有效道次指奥氏体再结晶分数≥95%的轧钢道次；通过试验测试，460MPa级钢板的有效道次具体指温度950℃～1150℃，单道次压下率8.0%～30%的轧钢道次在1000℃以上的轧钢温度时单道次压下率处于该范围的中下限，在950℃～1000℃的轧钢温度时单道次压下率必须处于该范围的中上限，通过足够的反复动态、静态再结晶细化奥氏体晶粒，单道次压下率＜8%的道次数不得超过3道；
第四步，第二阶段轧制，本阶段将第一阶段变形后的连铸坯轧到成品钢板厚度，开轧温度≤940℃，所有轧钢道次均必须保证不发生奥氏体的再结晶，轧钢温度和单道次压下率配合，在＜860℃较低温度时单道次压下率不超过20%，在940℃～860℃较高温度时单道次压下率不超过15%，在奥氏体相区完成终轧，轧钢结束温度：Ar3+20～100℃，本阶段和第一阶段轧钢结束时的钢板厚度配合，保证总体累积压下率≥50%，钢板表面0～5mm厚度处累积压下率≥60%，奥氏体晶粒被大量压扁并在奥氏体晶粒内引入大量位错和变形带；
第五步，停留等待，第二阶段轧制结束后，钢板在辊道上游动等待20s～180s，钢板越厚等待时间越长；
第六步，在ACC加速水冷却系统中对钢板进行控制冷却，冷却开始温度Ar3+5～60℃，通过调节冷却方式使达到钢板表面0～5mm厚度处的冷却速度15℃/s～45℃/s，钢板厚度二分之一处的冷却速度5℃/s～20℃/s，冷却终止温度500℃～650℃，在奥氏体转变的贝氏体相变区终冷。
2.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：所述钢板的组分进一步满足：
焊接裂纹敏感性指数Pcm≤0.23， Pcm=（%C）+（%Mn）/20+（%Si）/30+（%Cu）/20+（%Cr）/20+（%Ni）/60+（%Mo）/15+（%V）/10+5（%B）；
耐大气腐蚀指数I≥6.2，I=26.01（% Cu）+3.88（% Ni）+1.20（%Cr）+1.49（%Si）+17.28（%P）-7.29（%Cu）（%Ni）-9.10（%Ni）（%P）-33.39（%Cu）2。
3.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：钢板近表面0～5mm厚度为板条状无碳贝氏体和准多边形铁素体的混合组织，平均晶粒粒径≤8µm；钢板中间厚度为板条状超低碳贝氏体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织，平均晶粒粒径≤30µm。
4.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：所述钢板力学性能达到: Rp0.2≥460MPa，Rm≥590MPa～700MPa，A≥20%， -60℃纵横向KV2≥120J。
5.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：所述钢板的生产厚度为5～100mm。
6.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：所述钢板组分中C：0.02～0.10%。
7.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：步骤三和步骤四的轧制均采用4300mm四辊可逆式厚板轧机上完成。
8.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于：步骤六中，采用大流量、较短时间，表面强冷、中间厚度适度冷速的方式进行冷却，冷却水流量2800Nm3/h～4000Nm3/h，根据钢板厚度确定开启冷却水组数3组～16组，辊道速度0.6m/s～1.5m/s，钢板越厚开启冷却水组数越多、辊道速度越慢，另外控制冷却水上下水比0.45～0.65，保证钢板上下面冷却一致、组织性能相同。
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