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本发明涉及合金钢技术领域，提供了一种E级耐候钢材及其制备方法和应用，本发明所述E级耐候钢材通过限定各化学元素含量，并提出创新性的技术要求，精准调控部分关键元素之间的添加量，以发挥元素配比对本发明大热输入耐候钢大热输入焊接性能、力学性能、耐候性等综合性能的关键调控作用，得到了可满足100J/cm热输入焊接的屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥540MPa，延伸率≥19％，‑40℃KV2≥120J，耐腐蚀指数I≥6.5的高效易焊E级耐候钢材。

本发明属于焊接用耐候钢技术领域，具体涉及一种可承受大热输入焊接的E级耐候钢材及其制备方法和应用。本发明提供的E级耐候钢材在不增加N含量的情况下，通过优化合金元素，限定Ti、V、B、C、N元素含量的满足0.122≤β≤0.230，避免相应元素含量过低导致的奥氏体晶粒长大，强度降低；同时避免超出该范围导致粗大的(Nb,V,Ti)(C,N)和(Ti,Nb,V,B)(C,N)粒子产生，严重降低钢板的强韧性，在该条件下，本发明提供的本发明提供的E级耐候钢材可满足150KJ/cm的大热输入焊接，并且屈服强度不小于370MPa。

本发明公开了一种焊接粗晶热影响区‑60℃冲击吸收功不低于60J的耐候桥梁钢，属于耐候钢领域，所述耐候桥梁钢化学成分按质量百分比计包括：C 0.04~0.07%、Si 0.20~0.40%、Mn 1.10~1.40%、P≤0.012%、S≤0.005%、Ni 0.30~0.50%、Cr 0.35~0.60%、Mo 0.02~0.12%、Cu 0.25~0.45%、Nb 0.03%~0.10%、Ti 0.008~0.020%、Al 0.015~0.030%、Ca 0.003~0.018%、B≤0.0005%，其余为Fe和不可避免的杂质；所述耐候桥梁钢中Nb、Ni、Mo、Si、Cr、Cu含量符合比例：1.2≥θ≥0.6，其中θ=（20Nb+Ni+5Mo）/（Cr+2Cu+4Si）。此外，本发明还提供了一种焊接粗晶热影响区‑60℃冲击吸收功不低于60J的耐候桥梁钢的制备方法。本发明的耐候桥梁钢焊接热影响区组织的大角度晶界密度显著提高，冲击韧性得到有效改善，满足寒冷地区使用要求。

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种高铝耐候钢及其制备方法。本发明提供的高铝耐候钢，以质量百分含量计，包括以下元素：Al4～11％、Si0.2～2％、P0.01～0.35％、Cu0.15～0.5％、Cr0.2～1.5％、Ni0.1～5.5％和余量的Fe。在本发明中，Al元素作为耐候钢的强化元素，通过固溶强化的方式溶入耐候钢的基体中，在拉伸时通过阻碍位错运动提升位错运动的阻力，有效提升拉伸强度；同时，Al在耐候钢中的固溶强化作用强，有利于在显著提高耐候钢的强度同时有效细化耐候钢表面的锈层产物。实施例表明，本发明提供的高铝耐候钢具有良好的强度、塑性和优异的耐候性。

本发明提供一种焊缝夹杂物少的免涂装耐候钢及其制备方法，属于耐候钢技术领域，采用的技术方案是通过优化化学成分之间的含量配比，优化耐候钢中Si、Mn、Ni、Cr、Cu、Mo、Ca含量并使各元素之间的配比符合：1.7≥J≥1.2，其中,J是(Si+Mn+50Ca)与(Cr+Ni+Cu+Mo)之间的比值。有益效果是：本发明提供的耐候钢在焊接时，各类焊缝的夹杂物数量明显减少、尺寸明显减小，因大型夹杂物而导致的焊缝裂纹倾向也明显降低，焊接冶金质量大大提高，探伤合格率提高；所述耐候钢既更耐大气腐蚀，又保持优异的力学性能，还适合于一般工业流程的板材、型材生产，且成本相对低廉。

本发明提供一种含稀土元素的免涂装耐候钢及其制备方法，属于耐候钢技术领域，采用的技术方案是通过优化化学成分Cr、Ni、Cu、Mo、Re、Ca之间含量及配比，控制1.0≥X≥0.3，其中，X是(20 Re +50Ca)与(1.5Cr+Ni+Cu+1.2Mo)之间的比值。有益效果是：本发明提供的耐候钢在焊接时，各类焊缝的夹杂物数量明显减少、尺寸明显减小，焊缝裂纹倾向明显降低，焊接冶金质量大大提高，探伤合格率提高；除添加适量的Si、Ni、Cr、Cu，使耐大气腐蚀指数I≥6.5以外、还通过添加适量的Y和Mo，提高了耐候性能，既更耐大气腐蚀，又保持优异的力学性能。

本发明一种500MPa级强韧耐候桥梁钢，属于冶金技术领域，其化学成分按质量百分比为：C 0.04-0.06，Si 0.25-0.35，Mn 1.20-1.30，Cr 0.4-0.5，Ni 0.30-0.40，Cu 0.27-0.37，Mo 0.2-0.7，P<0.015，S<0.006，Nb 0.020-0.030，V 0.015-0.025，Ti 0.007-0.017，Al 0.015-0.040，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备方法包括冶炼成铁水、精炼、真空处理、保护连铸、热机械轧制步骤，通过成分和工艺的设计获得针状铁素体+贝氏体铁素体+M-A组元的多相复合组织，实现高强度、强韧性、耐候性与焊接性的良好匹配。

本发明公开了一种检测耐候钢锈层与基体之间结合强度的方法，包括如下步骤：S1、采用市售具有一定拉伸强度的胶水将带锈耐候钢试样与拉伸试验机的卡具粘结在一起，静置一段时间后使试样与卡具充分粘结；S2、将粘结牢固的试样固定在拉伸试验机上；S3、运行拉伸试验机，直到试样和卡具分离；S4、重复步骤S1‑S3对试样的同一位置进行n次拉伸分离，记下每次试样与卡具分离时的结合力分别为F1、F2、F3……Fn；S5、根据压强计算公式计算每次试样与卡具分离时的单位面积的压强，通过对比单位面积的压强，检测耐候钢锈层与基体之间结合强度，进而判定耐候钢表面锈层的保护能力大小，本发明能有效判断耐候钢锈层的保护能力。

本发明公开了一种可承受焊接热输入125kJ/cm且屈服强度不小于420MPa的E级耐候钢板，化学成分以质量百分比为：C 0.035~0.055，Si 0.20~0.40，Mn 1.35~1.45，Cu 0.30~0.50，Cr 0.40~0.55，Ni 0.30~0.45，Mo 0.13~0.16，Nb 0.032~0.058，V 0.020~0.035，Ti 0.013~0.017，B 0.0008~0.0012，Alt 0.015~0.034，N 0.0040~0.0080，Ca 0.004~0.006，O 0.0015~0.0025，Mg 0.008~0.013，P≤0.015，S≤0.005，其余为铁和不可避免的杂质。本发明通过优化合金元素配比，在满足钢板耐大气腐蚀性能基础上，在钢板焊接热影响区中构建具备纳米级析出粒子钉扎奥氏体晶界与微米级析出粒子促进针状/块状铁素体异质形核形成网篮状韧性结构的双峰韧性改善体系，实现耐候钢板可承受焊接热输入125kJ/cm且屈服强度不小于420MPa。

本发明公开了一种可承受100kJ/cm大热输入焊接且屈服强度不小于370MPa的E级耐候钢，化学成分以质量百分比计含量为：C 0.038~0.058，Si 0.20~0.35，Mn 1.00~1.10，P≤0.0015，S≤0.0005，Cu 0.25~0.45，Cr 0.30~0.50，Ni 0.25~0.40，Mo≤0.03，Nb≤0.014，V 0.010~0.025，Ti 0.005~0.012，B 0.0004~0.0008，Alt 0.015~0.034，Zr 0.010~0.025，Ce 0.004~0.009，La 0.004~0.006，N 0.0040~0.0080，O 0.0020~0.0030，其余为铁和不可避免的杂质。本发明的E级耐候钢在焊接热输入为100kJ/cm时，焊接接头热影响区‑40℃夏比冲击功不低于47J；钢板耐候指数I≥6.5，可用于船舶、桥梁、建筑等大型钢结构的生产制造。

本发明涉及一种Nb‑V‑Ti复合微合金化TMCP型桥梁耐候钢及其制造方法，桥梁耐候钢的化学成分按重量计为C：0.05～0.07％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.10～1.60，Cu：0.15～0.30％，Cr：0.20～0.45％，Ni：0.15～0.40％，(Nb+V):0.03～0.08％，Ti：0.01～0.02％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al：0.01～0.03％，N<0.004％，其余为铁Fe以及不可避免的杂质，桥梁耐候钢的制造方法依次包括：转炉冶炼、炉外精炼、板坯连铸、连铸坯加热、控制轧制、控制冷却，采用奥氏体再结晶区轧制+奥氏体未再结晶区轧制+(奥氏体+铁素体)双相区高温多道次小变形量轧制相结合的轧制工艺，获得低成本、高强度、塑韧性好、低屈强比、易焊接、耐腐蚀和不需要热处理的桥梁结构用钢。

本发明涉及一种回火型低屈强比高性能桥梁耐候钢及其制造方法，该桥梁耐候钢的化学成分按重量计为：C：0.05～0.08％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.20～1.60％，Cu：0.20～0.40％，Cr：0.20～0.50％，Ni：0.15～0.35％，Nb：0.02～0.05％，V：0.03～0.06％，Ti：0.01～0.03％，P：0.010‑0.025％，S≤0.005％，Al：0.01～0.05％，N：0.0025～0.005％，O：0.0007～0.0021％，B:0.0005～0.0015％，其余为铁Fe以及不可避免的杂质。该桥梁耐候钢的制造方法为：转炉冶炼、炉外精炼、板坯连铸、连铸坯加热、控制轧制、控制冷却、热处理；采用低C‑中Mn‑低N‑(Cr+Ni+Cu)合金化‑(Nb+V+Ti)复合微合金化设计的成分体系，在合理调控合金成分配比的基础上，采用三阶段控轧控冷工艺+加速冷却+中高温回火的综合调控技术，开发了屈服强度高于550MPa的高性能桥梁耐候钢。