一种高性能耐候抗震建筑用钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及建筑用的低合金钢及生产方法。其解决目前存在的建筑用钢有耐大气腐蚀性能而没考虑钢的抗震问题的不足。措施：本发明专利技术的组分及重量百分比为：Ｃ　０．０５～０．１６、Ｓｉ　０．１０～０．５０、Ｍｎ　０．６０～１．５０、Ｐ≤０．０１５、Ｓ≤０．０１０、Ｃｕ　０．１５～０．６０、Ｃｒ　０．２５～０．８０、Ｎｉ　０．１０～０．５０、Ｖ　０．０１～０．１０、Ｔｉ　０．００５～０．０３０及Ｎｂ　０．０１０～０．０４０、Ａｌｓ　０．０１０～０．０５０、Ｃａ０．００１０～０．００６０、ＲＥ　０．００１０～０．０２０中的至少一种，其余为Ｆｅ及不可避免的杂质；步骤：铁水脱硫及ＲＨ脱气；加热至１１５０～１３１０℃；粗轧，其温度控制在１１００～１２００℃；精轧：精轧开轧温度在８８０～９８０℃；每道次的压下率在１５～３０％；精轧终轧温度在８００～９００℃，最后三道次累计压下率在３５～５０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑用钢及生产方法，具体属于一种适用于建筑的具有高性能耐候及抗震的低合金钢及其生产方法。
技术介绍
在本专利技术以前，有关用于建筑方面的耐候钢种多有报道，有如欧洲专利(EP 0841 409 Al )、前苏联专利(SU1822446A3)、日本专利(特开平9-277083)、伯利恒钢铁公司和浦项综合制铁株式会社申请的一种含有C、 Mn、 Nb、 V、 N和Ti的改进的耐候钢板的制造方法的专利(US6187117)等，其主要是为耐大气腐蚀的钢种，其主要通过添加P与Cu、 Cr等元素来提高钢的耐大气腐蚀性能，且还有添加As、 Co等元素的，其不仅增加了成本，且生产工艺流程较为复杂，更主要的问题是没考虑钢的抗震问题。如我国去年的四川汶川大地震，建筑中就未能考虑建筑结构用钢在强级别地震中的抗震即屈强比的问题，为此，我们开发了既具有高耐候性也具备抗拒强级别地震即屈强比《0. 80的耐候及抗震的低合金建筑用钢及其生产方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种高性能耐候且屈强比《0.80、具有抗层状撕裂能力、焊前不需预热或在不高于5(TC进行预热、焊后不需热处理、工艺简单的抗震建筑用钢及其生产方法，实现上述目的的技术措施一种高性能耐候抗震建筑用钢，其在于钢的化学成分及重量百分比为C0.05 0.16、Si0,10 0.50、 Mn0.60 1.50、 P《0.015、 S《0.010、 Cu0.15 0.60、 Cr0.25 0.80、 Ni0.10 0.50、 V 0.01 0,10、 Ti 0.005 0.030及Nb 0.010 0.040、 Als 0.010 0.050、 Ca 0細0 0扁0、RE 0.0010 0.020中的至少一种，其余为Fe及不可避免的杂质。其在于钢中铁素体面积百分比为50 75%。生产一种权利要求1所述的高性能耐候抗震建筑用钢的方法，其步骤1) 采用铁水脱硫、RH真空脱气处理；2) 将板坯加热至H50 1310。C，使板坯充分奥氏体化；33) 对板坯进行粗轧，将开轧温度控制在1100 1200°C;4) 对板坯进行精轧精轧开轧温度控制在880 98(TC;每道次的压下率控制在15 30%;精轧终轧温度控制在800 900°C，最后三道次的累计压下率控制在35 50%。其在于精轧开轧温度控制在920 96(TC;精轧终轧温度控制在820 88(TC。本专利技术钢的化学成分的限定理由如下-本专利技术的C含量选择在0. 05 0. 16%。 C是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，如果溶入基体中，能够起到固溶强化的作用。随着碳含量的增加，钢中Fe:iC量也随之增加，淬硬性也增加，钢的抗拉强度和屈服极限会提高而延伸率、缺口冲击韧性则下降。碳含量每增加0. 10%抗拉强度大约提高90MPa，屈服极限大约提高40 50MPa。如果C含量超过一定的量时，在焊接此类钢材时，焊接热影响区将会出现淬硬现象，这一现象将加剧钢材焊接时产生冷裂纹的倾向。C是影响碳当量Ceq的主要因素，要控制钢Ceq不大于0.42。/。，钢中C含量应不大于0.16%，同时添加适量的其他微合金元素来达到钢板强韧性良好的匹配，这样，既能确保钢的焊接性和强度，又方便了生产操作，从而提高其在大生产中的适用性和可行性。本专利技术的Si含量选择在0. 10 0. 50%。 Si在钢中不形成碳化物而固溶于铁素体中，主要以固溶强化的形式来提高钢的强度，固溶强化作用很强，同时，也是钢中的脱氧元素。但如果钢中Si含量过高，则会引起面縮率下降，特别是冲击韧性下降较为明显，同时对钢的焊接性也不利，因此钢中Si含量不应过高，本专利技术钢Si含量上限定为0.50y。。本专利技术的Mn含量选择在0. 50 1. 50%。 Mn是很重要的合金化元素，是奧氏体稳定化元素，在相同C含量和冷却速度下，随着钢中Mn含量的增加，钢中珠光体的相对含量会增加，珠光体片层细化，从而提高钢的强度，在含Mn量不高的情况下，钢的塑性基本上不降低。此外，由于Mn使A3温度下降，从而使先共析铁素体在更低的温度下析出且细化，同时，抑制了碳化物在过冷奥氏体晶界上析出，使钢保持在较高的塑性，并降低钢的韧性一脆性转变温度。Mn在钢中还是防止热脆性的主要元素，MnS大约在出钢阶段形成，所以消除了S造成的危害。Mn是与Y-Fe形成连续固溶体的常用元素，是溶入铁素体而引起钢的固溶强化的，并且不恶化钢的变形能力。含1%的Mn约可提高抗拉强度lOOMPa,随着Mn含量的增加，钢材的强度明显的增加，但Mn含量过高，对钢的韧性不利， 一般说来，Mri含量在2y。以下对焊缝金属的韧性是有利的，因此，本专利技术Mn的含量上限为1.50%。本专利技术的P含量选择在《0. 015%。 P能提高钢的强度，有效改善钢铁材料的抗腐蚀性能，但使韧性降低，特别是使钢的脆性转折温度急剧升高，即提高钢的冷脆性(低温转变)。P —般固溶于钢的固溶体中，显著降低钢的冷加工性，另外P在钢中的偏析倾向比较严重，造成带状组织，使钢的力学性能不均匀，因此，应严格限制钢中P的含量，其适宜量为《0. 015%。本专利技术的S《0.010%。 S是通过形成硫化物夹杂而对钢的力学性能发生影响，硫化物夹杂对钢的强度及韧性都产生不利的影响，同时明显降低钢的Z向性能、焊接性能以及耐候性能，因此，钢中S含量必须控制在较低的范围，其适宜量为《0.010%。本专利技术的Cu含量选择在0. 15 0. 60%。 Cu在钢中主要起固溶及沉淀强化和耐大气腐蚀作用，当与P共存时，其耐腐蚀效果更为明显，此外还有利于获得良好的低温韧性，增加钢的抗疲劳裂纹扩展能力。当Cu含量小于O. 10%时，Cu的沉淀强化作用不明显，含量过高时，钢板焊接热影响区韧性会降低，且在钢板轧制过程中易产生网裂，故其上限控制在0.60%。本专利技术的Cr含量选择在0. 25 0. 80%， Cr是縮小奥氏体相区的元素，是中强碳化物形成元素，在钢中可以形成碳化物也可固溶于铁素体。同时，Cr还是提高钢淬透性的有效元素，也因在钢的表面形成致密的氧化铬而提高钢在大气中的抗腐蚀性能，因此，Cr是增强钢材抗大气腐蚀能力的主要元素之一。另外，在Cu-Cr-Ni复合添加的情况下，Cr能显著提高钢的耐腐蚀性能。但是加入Cr会提高钢的淬硬性，从而提高钢材对焊接冷裂纹的敏感性，所以Cr的上限应控制在0. 80%。本专利技术的Ni含量选择在0. 10 0. 50%。 Ni在钢中只固溶于基体相铁素体或奥氏体中，是奥氏体稳定化很强的元素，可使奥氏体在更低的温度下分解。Ni对钢的各种性能都有利，加入1%的Ni可提高钢材强度约20MPa，另外，Ni既能显著地改善钢材的韧性、尤其是低温韧性，还能大幅度提高基材和模拟焊接热影响区的低温韧性。Ni还能有效阻止Cu的热脆引起的网裂，显著提高钢的抗大气腐蚀性能和耐海水腐蚀性能，尤其是与Cu、 Cr复合应用时具有明显提高钢的抗大气腐蚀性能的作用。若钢中Ni含量不足O. 10%时，则Ni的上述作用不明显，但M含量过高易造成钢板氧化铁皮难以脱落，且生产成本增加。本专利技术的V含量选择在0.010 0. 10%。 V是强碳化物形成元素，与碳的结合力极强，在钢中形成稳定、高熔点、高弥散的VC，因此，它可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能耐候抗震建筑用钢，其特征在于：钢的化学成分及重量百分比为：Ｃ　０．０５～０．１６、Ｓｉ　０．１０～０．５０、Ｍｎ　０．６０～１．５０、Ｐ≤０．０１５、Ｓ≤０．０１０、Ｃｕ　０．１５～０．６０、Ｃｒ　０．２５～０．８０、Ｎｉ　０．１０～０．５０、Ｖ　０．０１～０．１０、Ｔｉ　０．００５～０．０３０及Ｎｂ　０．０１０～０．０４０、Ａｌｓ　０．０１０～０．０５０、Ｃａ　０．００１０～０．００６０、ＲＥ　０．００１０～０．０２０中的至少一种，其余为Ｆｅ及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童明伟，卜勇，段东明，张开广，黄成红，杜明，习天辉，董汉雄，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]