技术摘要：
本发明提供了一种厚度在160‑200mm的大厚度建筑结构用钢板Q460GJEZ35及其生产方法，包括如下质量含量的化学成分：C：0.08～0.12、Si：≤0.08、Mn：0.8～1.40、P≤0.008、S≤0.002、Al：0.015～0.030、Cr：0.15‑0.40、Mo：0.20‑0.35、Nb：0.015‑0.040、V：0.030‑0.0  全部
背景技术：
随着我国经济的发展，越来越多的大型工程需要应用大厚度大跨度建筑用钢板， 如2008年北京奥运会的“鸟巢”、“水立方”，2010年世博会的中国馆等建筑都是中国凭借自 己的钢结构技术建造的大型钢结构建筑，还有各种现代化的机场，也是不错的大跨度钢结 构建筑。此类大跨度钢结构多采用高强度钢，如Q390级别、Q420级别等高强度厚钢板，但其 钢板厚度不大于150mm。 综合国内外大跨度建筑结构用钢的安装使用情况，现代大跨度钢结构建筑的特点 如下：结构形式日益多样化和复杂化，结构跨度越来越大、钢材等级越来越高、钢板厚度越 来越厚；现代结构件的预应力技术的要求越来越多，使用需求比较多；节点形式复杂多样； 结构件使用量和截面的类型越来越多，跨度难度越来越大；结构件加工难度和精度要求越 来越精准；施工现场焊接工作量也逐渐增多，施工条件苛刻等特点。 为更好的满足市场需求，有必要开发一种厚度超过150mm，级别更高且更加经济的 大厚度大跨度建筑用钢板。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种160-200mm厚度的Q460GJEZ35建筑结构钢板及其及生 产方法。 为达到上述目的，本发明是通过以下成分设计及生产方法实现的： 本发明所述160-200mm厚度的Q460GJEZ35建筑结构钢板，选取质量含量的化学成分(单 位，wt%)如下：C：0.08～0.12、Si：≤0.08、Mn：0.8～1.40、P≤0.008、S≤0.002  、Al：0.015～ 0.030、Cr：0.15-0.40、Mo：0.20-0.35、Nb：0.015-0.040、V：0.030-0.045、Ni0.25-0.50、Ti≤ 0.008，B≤0.0007，其它为Fe和残留元素。 碳是重要的合金元素，它可以增加钢的强度和硬度，但对韧性产生不利影响。本发 明采用低碳、优化合金元素（Nb、V、Cr、Mo、Ni、B）添加量的方式，在保证钢的淬透性、不降低 韧性的前提下，确保其钢板的各项性能指标满足技术条件的要求。 为保证160-200mm厚度的钢板得到Q460GJEZ35所要求的性能，甚至原高于其性能 所需，本发明采取以下生产方法措施以实现： 1）洁净钢水冶炼：铁水经KR预处理、转炉冶炼及VD LF VD冶炼，获得低磷低硼洁净钢 水；其中：铁水经KR搅拌脱硫后，使铁水中S≤0.006%；进入转炉冶炼，通过对转炉吹氧控制， 使出钢温度控制1580-1600℃之间、C含量在0.04%≤C≤0.07%之间,钢水中P含量控制在 0.003-0.005%之间、B含量控制在0.00020-0.00050%之间；采用VD LF VD的冶炼方式、Als控 制在0.015-0.025%之间，H含量≤1.0ppm，钢水中非金属夹杂物控制在2.2级以内； 3 CN 111575579 A 说　明　书 2/7 页 水冷模浇铸：模铸锭厚度≥720mm，铸锭本体浇铸速度控制在18-22min之间、冒口浇铸 速度控制在7-9min之间，冷却10-12h，然后脱锭缓冷24h再进行带温清理；用水冷模铸锭，可 使铸锭的原始晶粒细小，为成品钢板获得高性能打下基础，铸锭厚度≥720mm，使铸锭轧制 成钢板过程中有大的压缩比，大的压缩比，可将铸锭内部可能的缺陷，通过大的压缩比得到 弥合与消除； 2）钢锭加热：钢锭装炉温度≤300℃，装炉后闷钢2小时，一次升温至700℃-750℃，保温 2-3小时；二次升温至900℃-950℃，保温2小时；三次升温至1230℃-1250℃，保温12-13小 时；出钢前30min-40min降温20℃；制定合理的钢锭（坯）加热制度：合理的钢锭（坯）加热制 度既可以保证合金第二相粒子在加热过程中充分固溶，又能保证奥氏体晶粒不发生粗化； Q460GJEZ35钢坯的Nb元素完全固溶温度为1150℃。在高温激光试验中观察了在160-200mm 钢板原始奥氏体随温度变化的情况，在不同加热温度下的奥氏体晶粒变化图中可以看到， 加热温度从1100℃提高至1180℃时，原始奥氏体晶粒尺寸仍然处于60μm以下；同时发明人 发现加热温度超过1300℃时，钢锭晶粒变得粗大，轧制的钢板强度高但塑韧性差，钢板易产 生裂纹。但综合考虑钢锭组织及设备承受负荷，特适当提高加热温度，保证轧件充分烧透， 使轧机在进行大压下轧制时可降低轧制负荷。因此选取合金充分固溶的平衡温度以上30～ 50℃做为均热温度，为了提高加热的速度，在加热段选择将钢锭热温度为1230℃-1250℃， 然后，出钢前30min-40min将表面温度降低至1200℃，这样有利于钢锭内外温度一致；分不 同温度阶段对钢锭进行加热是避免内外温差过大，加热不均匀，另外，也是避免晶粒尺寸长 大；加热的总时间为9.5-11.5min/cm。 （4）控轧控冷：轧制分粗轧与精轧两个阶段，其中粗轧阶段采用“高温底速大压下” 轧制，开轧温度在1000-1150℃之间，道次压下量控制在35-50mm之间，轧机转速＜20R/min； 精轧阶段开轧温度控制在940-980℃之间，采用均匀压下轧制，道次压下量控制在20-30mm 之间，累积形变量不低于65%  ，终轧温度控制在880℃～920℃之间；精轧结束，钢板进入ACC 层流冷却，冷却速度控制在10-22℃/S，返红温度控制在640-660℃之间； （5）堆冷：钢板轧制结束入缓冷坑堆冷，堆冷温度≥600℃,堆冷时间≥72小时，钢板温 度降至250℃以下后可拆垛； （6）热处理：热处理过程依次为淬火、两相区淬火、回火；淬火温度控制在910-930℃之 间，保温时间2.0-2 .5min/mm，两相区淬火温度控制在820～860℃之间，保温时间1 .8- 2.5min/mm，回火温度控制在600-620℃之间，保温时间3.5-4.0min/mm。 经上述工艺处理获得的钢板金相组织为：铁素体 马氏体 板条贝氏体 残余奥氏 体。 通过性能检测，在一些实施方式中，上述钢板的碳当量Ceq≤0 .51%，屈强比≤ 0.81%，焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.24%，-60℃心部冲击功≥141J、1/4厚度冲击功≥174J；其 中碳当量Ceq=C Mn/6 (Cr Mo V)/5 (Ni Cu)/15，焊接裂纹敏感性指数Pcm=C Si/30 Mn/20 Cu/20 Ni/60 Cr/20 Mo/15 V/10 5B。 采用双VD LF的冶炼工艺，第一次VD是为了脱碳、脱氧，通过真空减压，使溶解于钢 水中的氧游离出来与碳反应，达到脱碳脱氧的目的，碳含量要求处于要求的下限；中间的LF 炉冶炼是提高钢水温度，添加合金元素，在吹氩加白渣的作用下精炼除夹渣物，添加合金元 素过程中会相应增加含碳量，但在要求范围内，在LF炉中加入铝线进一步脱氧；最后的VD炉 4 CN 111575579 A 说　明　书 3/7 页 处理是为了进一步真空减压，释放出钢液中含氢量，进一步去除杂质，获得优质钢水。 制定合理的钢锭（坯）加热制度：合理的钢锭（坯）加热制度既可以保证合金第二相 粒子在加热过程中充分固溶，又能保证奥氏体晶粒不发生粗化。 高温再结晶区轧制技术:据细化晶粒的元素固溶量的关系曲线，确定了建筑用钢 再结晶区轧制温度约在970℃以上，确定一阶段开轧温度在1000-1150℃之间，为了实现晶 粒结构的完全破碎和钢坯芯部缺陷的最大粘合，必须加大轧制道次的变形量保证轧制变形 能有效地传递到大厚度钢板的心部，即采用“高温底速大压下”的方法，每道次压下量控制 在35-50mm之间，高温轧制阶段压轧机转速＜20R/min，粗轧通常将铸锭原始厚度轧制到原 始厚度一半为宜。 变形区形状系数l/h（铸锭与轧辊接触的弧长与铸锭道次轧制前厚度之商）的大小 与轧制道次变形量有直接关系。当变形区形状系数l/h＞0.5 时，压缩变形完全深入到轧件 内部，形成中心层变形大于表面变形的现象；而当变形区形状系数l/h＜0.5  时，随着变形 区形状系数的减小，压缩变形不能深入到轧件内部，只限于表面层附近。道次压下量控制在 35-50mm之间，可保证每道次的变形均能渗透到钢板心部，在压缩比较小的前提下，可最大 限度的改善钢板心部组织。 控温轧制技术：在未再结晶区的精轧阶段进行控温轧制，此时轧后的奥氏体晶粒 得到了一定效果的抑制,  所以说，随着轧制道次的数量增加，变形后的奥氏体晶粒顺着轧 制方向慢慢增长，从而变形带数量和位错也逐渐增多。变形奥氏体的晶界、变形带和位错是 铁素体的形核点。随着变晶粒形核变形量的扩大，变形带数量增多，分布更加均匀。未再结 晶区轧制采用均匀压下轧制方法，每道次压下量控制在20-30mm之间，其累积形变量不低于 65%  ,相变获得的铁素体晶粒产生塑性变形,以进一步提高钢板的强度及韧性。钢板终轧后 立即采用强水冷处理，最大限度保留细化的奥氏体组织，抑制钢板不具备晶粒长大条件，从 而达到晶粒细化目的。 采用淬火 两相区淬火 回火工艺(QLT)的热处理工艺来获其高强度和高韧性，通 过淬火获得马氏体组织，通过亚温加热大部分马氏体消失，留下小部分马氏体，大部分变成 奥氏体和铁素体，通过亚温淬火奥氏体大部分变成板条马氏体，留有少部分残余奥氏体，铁 素体和板条马氏体，最终得到细小的铁素体 马氏体 板条贝氏体 残余奥氏体的混合组织， 且最终组织中的细小的铁素体有阻碍裂纹扩展的作用，提高了贝氏体的冲击韧性，并改善 了钢种残留有害元素的分布，使其均匀的分布在细化后晶粒的晶界上，总晶界面积明显增 多，单位晶界面积上的有害元素P、S等含量较少，合理的抑制有害元素在晶界上偏聚，有效 的保证大厚度大跨度建筑结构用钢板Q460GJEZ35原始组织良好，又保证了大厚度大跨度建 筑结构用钢板Q460GJEZ35各项性能满足要求，也确保钢板达到了使用要求。 附图说明 图1为本发明实施实例Q460GJEZ35组织金相图（金相显微镜，×200）。 图2为本发明实施实例Q460GJEZ35组织金相图（金相显微镜，×500）。 图3为本发明160mmQ460GJEZ35钢板冲击功水平。 图4为本发明200mm  Q460GJEZ35钢板冲击功水平。 5 CN 111575579 A 说　明　书 4/7 页