本发明专利技术公开了一种屈服强度１６０ＭＰａ级抗震建筑钢及其生产方法。该钢的化学成分按重量百分比计为：Ｃ：０．００２～０．００５、Ｓｉ≤０．０３、Ｍｎ：０．１０～０．５０、Ｐ≤０．０１０、Ｓ≤０．００５、Ｍｇ：０．００２～０．００７、Ｔｉ：０．０２０～０．０７０、Ｎｂ：０．０１０～０．０３０、Ｎ：０．００１～０．００３、Ａｌ≤０．０５０，其余为Ｆｅ及不可避免的夹杂。其生产方法包括：铁水脱硫、转炉吹炼、真空处理、连铸、热轧、冷却等步骤。在钢产品屈服强度高于１８０ＭＰａ时，所述冷却步骤之后还设有退火处理步骤。实验证明，本发明专利技术的屈服强度１６０ＭＰａ级抗震建筑钢具有屈服强度低、延伸率高及冲击韧性优良的特点，并且其生产方法工艺简单，生产成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑用钢，具体地指一种屈服强度160MPa级抗震建筑钢及其生产方 法。
技术介绍
随着钢结构建筑事业的发展，提高钢结构的抗震性能成为保证建筑安全的必要措 施之一。在钢结构建筑耐震设计中，可以通过钢结构塑性变形来吸收地震产生的能量，这就 要求建筑用钢材有较低的屈服强度、较好的塑性变形能力和良好的伸长率。 本专利技术之前，日本NIPPON STEEL CORP申请的专利(JP20060113479) "LOW YIELD POINT STEEL FOR DAMPER ANDITS PRODUCTION METHOD",公开了一种用于制作抗震消能 阻尼器低屈服点钢，屈服强度为150 250MPa，其化学成分的重量百分比为C :0. 001 0. 050、Si《0. 80、Mn :0. 1 2. 0、P《0. 020、S《0. 015、Nb :0. 01 0. 60且其含量是C含 量的8倍、A1《0. 060、N《0. 006，另外根据需要还可以含有Ti/V/B/Ni/Cu/Cr/Mo/Ca/RE中 的一种或多种。该专利钢种有效的降低了钢材的屈服强度，能较好适应建筑抗震性能的需 要，但是其化学成分较为复杂，合金元素含量高，生产合金化成本偏高。另外，日本KAWASAKI STEEL CO.申请的专利(JP19820200048) "MANUFACTURE OF STEEL SHEET FORWORKING BY CONTINUOUS CASTING AND DIRECT HOTROLLING"，公开了一种具有低屈服强度、高延伸率等 优良性能的钢板，其化学成分重量百分比为C《0. 015、 S《0. 030、 0《0. 08、 RE/Ca/Ti/ Mg中的一种或两种以上(元素的重量百分合计含量为0. 002 0. 040)，余量为铁或其他不 可避免的杂质。文中具体给出了添加有Mg的钢板，其化学成分为C:0.008%、Si :0.20%、 Mn :0. 31%、P :0. 02%、S :0. 03%、N :0. 0017%、0 :0. 008%、A1 :0. 001%、RE :0. 020%、Mg : 0. 010%、B :0. 0024%，热轧后屈服强度为140MPa，冷轧后屈服强度为190MPa。该专利技术的成 分、工艺主要针对冷轧薄钢板实施，因而不能满足大型建筑结构的需要，且其Mg元素也仅 是以夹杂物变性的目的加入，钢板杂质含量偏高，其耐候性和焊接性能都不高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种。该 钢具有屈服强度低、延伸率高、抗冲击性能优良的特点，并且其生产工艺流程简单、生产成 本低。 为实现上述目的，本专利技术所设计的屈服强度160MPa级抗震建筑钢，其化学成分按 重量百分数计为:C :0. 002 0. 005、Si《0. 03、Mn :0. 10 0. 50、P《0. 010、S《0. 005、 Mg :0. 002 0. 007、Ti :0. 020 0. 070、Nb :0. 010 0. 030、N :0. 001 0. 003、Al《0. 050，其余为Fe及不可避免的夹杂。 本专利技术屈服强度160MPa级抗震建筑钢的生产方法，按通常超纯净钢工艺进行生 产，包括铁水脱硫、转炉吹炼、真空处理、连铸、热轧、冷却处理的步骤，其特殊之处在于 所述真空处理步骤中，添加Mg合金进行合金化处理，使钢中组分满足所述重量百3分比的要求； 所述热轧步骤中，钢坯加热温度控制在1200 123(TC，加热速率控制在8 14min/cm，开轧温度控制在1100 1200°C ，控轧末三道累计压下率30 50% ，终轧温度控 制在850 890°C。 进一步地，所述冷却处理步骤之后还设有退火处理步骤，退火温度控制在780 83(TC，保温时间控制在(30 40)min+板厚(mm) X lmin/mm，退火完毕后再重复冷却处理的 步骤。 更进一步地，所述冷却处理步骤中，采用加防护罩冷却或堆垛冷却的方式缓慢冷 却至室温。 以下就本专利技术屈服强度160MPa级抗震建筑钢的化学成分及其生产方法进行分析 说明 C是钢中提高强度的主要元素之一，对钢的强度、延伸率和冲击韧性影响较大。本 专利技术的抗震建筑钢屈服强度、抗拉强度低，且屈服强度范围窄，其C的重量百分含量控制在 0. 002 0. 005范围。 Si和Mn在钢中具有固溶强化作用，尤其当C含量在较低范围时，二者对强度的影 响就较为明显。对于低屈服点钢来说需进一步控制Si、Mn元素含量，本专利技术的Si的重量百 分含量控制在0. 03以下，Mn的重量百分含量控制在0. 10 0. 50。 P和S在本专利技术的钢中属于有害杂质，为了减少P、 S对超低碳钢韧塑性的不良影 响，需严格控制钢中的P、S重量百分含量，所以本专利技术控制在P《0. 010、S《0. 005较低的 比例，从而减小P、 S对产品性能的不良影响。 Mg与0、S元素有较高的亲和力，本专利技术加入重量百分含量为0. 002 0. 007的Mg 元素，会明显提高钢板的脱氧和脱硫能力，达到良好的脱硫、脱氧以及控制夹杂物形态和分 布的效果，提高钢的纯净度，并降低了夹杂物对组织性能的影响。 Ti和Nb是两种强烈的碳化物和氮化物形成元素，本专利技术借鉴超低碳钢IF钢化学 成分设计原理，在钢中添加适量的Ti、Nb元素，使钢中的C、N原子被固定成碳化物、氮化物， 呈现无间隙原子状态。研究表明，在IF钢中加入的Ti > 4C+3. 43N时才可以使C、N原子被 完全固定，从而有效减少C、N原子对位错运动的钉扎作用。但在钢中不宜添加过量的Ti元 素，较多的Ti会使其碳氮化物颗粒粗化从而失去晶界钉扎作用。此外， 一定量的Ti、Nb也能 起到提高钢种韧性的作用。本专利技术将Ti、Nb元素重量百分含量控制为Ti :0. 020 0. 070、 Nb :0. 010 0. 030。 Al能起到传统的脱氧剂作用，本专利技术中的A1的含量控制在O. 050以下的范围对脱 氧起到很好的作用。 N是确保TiN所必需的元素，为了确保所需的最低数量的TiN，必须含有重量百分 含量0. 001 %以上的N ;但N含量过多时，钢中固溶的N又会导致焊接热影响区韧性恶化。 钢中N含量对钢的力学性能也有很大影B向，随着N的下降，钢的延伸率和断面收縮率有明显 的提高，其与氮会使钢产生时效效应有关。此外，钢中N和夹杂物同时存在是影响钢力学性 能的重要因素。本专利技术将N重量百分含量限定为0. 001 0. 003。 本专利技术屈服强度160MPa级抗震建筑钢在化学成分上采用低C、 Si、Mn等合金元素 的超低碳系钢设计，冶炼过程中通过添加Mg元素，利用其与0、S元素较高的亲和力，达到良好的脱硫、脱氧以及控制夹杂物形态和分布的效果，提高了钢的纯净度，降低了夹杂物对钢 种强度、韧性的影响。此外，采用Ti、 Nb合金元素复合加入，利用其沉淀析出作用固定钢中 游离的C、N元素，提高了钢板的韧性。 本专利技术的生产方法采用铁水脱硫技术，转炉顶底吹炼，真空处理及连铸工艺，按通 常超纯净钢工艺进行生产。依据Hall-Petch关系0 y = o i+Kyd—1/2 (式中o y为铁素体屈 服强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种屈服强度１６０ＭＰａ级抗震建筑钢，其化学成分按重量百分数计为：Ｃ：０．００２～０．００５、Ｓｉ≤０．０３、Ｍｎ：０．１０～０．５０、Ｐ≤０．０１０、Ｓ≤０．００５、Ｍｇ：０．００２～０．００７、Ｔｉ：０．０２０～０．０７０、Ｎｂ：０．０１０～０．０３０、Ｎ：０．００１～０．００３、Ａｌ≤０．０５０，其余为Ｆｅ及不可避免的夹杂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张开广，卜勇，童明伟，陈晓，陈先猛，习天辉，董汉雄，郭斌，芮晓龙，刘文斌，董中波，邹德辉，
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]
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