一種低成本160MPa級抗震用鋼及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及及一種低成本低屈服強(qiáng)度抗震用鋼及其生產(chǎn) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗震設(shè)計主要是通過合理分配地震的慣性力和能量來降低地震的損害。目前抗震 技術(shù)分為兩種:傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)和低成本耗能抗震技術(shù)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)主要是通過 建筑物柱梁的變形來吸收地震能以實現(xiàn)抗震的目的，要想提高建筑物的抗震級別就要求結(jié) 構(gòu)支撐構(gòu)件尺寸做得越大越好，這樣既增加建筑成本又影響建筑物的美觀。低成本耗能抗 震技術(shù)是通過消能阻尼器吸收地震能，即該抗震裝置先于其他結(jié)構(gòu)件承受地震載荷作用， 先發(fā)生屈服，依靠反復(fù)載荷滯后吸收地震能量，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)及建筑的安全。可見，低成本 耗能抗震技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)今抗震技術(shù)的發(fā)展趨勢。
[0003] 近年來全球范圍內(nèi)多處地方發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害，隨著對建筑抗震要求的逐漸提 高，低屈服強(qiáng)度抗震用鋼因其超低屈服強(qiáng)度、屈服范圍窄、高延展性、高韌性和重復(fù)疲勞特 性等特點(diǎn)而著稱，具有良好的抗震性能，是耗能抗震設(shè)計中主要部件的制作材料，故此種鋼 材料必將在抗震領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。目前國內(nèi)只有少數(shù)幾家鋼鐵企業(yè)成功開發(fā)出該 類鋼種。
[0004][0005][0006] 因此，由上可見在成分上、工藝上、性能上仍存在不同程度的缺點(diǎn)，現(xiàn)亟待開發(fā)出 一種成本較低、冶煉難度小、工藝簡單的160MPa級低屈服強(qiáng)度鋼及其生產(chǎn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本160MPa級抗震用鋼板;并提供一種超 低成本、滿足更高性能要求的低屈服強(qiáng)度鋼板的生產(chǎn)方法。
[0008] 鋼板性能主要通過成分設(shè)計、乳制變形量、乳制溫度、后續(xù)熱處理等控制技術(shù)控制 組織類型和晶粒尺寸。為降低鋼板的屈服強(qiáng)度，必須消除如晶界強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯強(qiáng)化 和析出強(qiáng)化等強(qiáng)化手段。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:一種低成本160MPa級抗震用鋼， 其由下述重量百分含量的化學(xué)成分組成:C < 0.01%，Si < 0.08%，Mn < 0.50%，P < 0.010%，S < 0.005%，Ti : 0.020~0.035%，Alt: 0.020~0.050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0010] 本發(fā)明所述成品鋼板的厚度< 8〇mm。
[0011] 本發(fā)明還提供一種低成本160MPa級抗震用鋼的生產(chǎn)方法，其過程包括冶煉、連鑄、 加熱、控乳控冷乳制工序;鋼水冶煉后制得連鑄坯，所得連鑄坯由下述重量百分含量的成分 組成：C < 0 · 01%，Si < 0 · 08%，Μη < 0 · 50%，P < 0 · 010%，S < 0 · 005%，Ti : 0 · 020~0 · 035%，A11: 0.020~0.050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0012]本發(fā)明所述控乳控冷乳制工序，采用II階段乳制：1階段乳制溫度為1050~1200 °C ; II階段的開乳溫度為840~870°C，終乳溫度為790~820°C。
[0013] 本發(fā)明所述控乳控冷乳制工序，I階段中，單道次壓下率2 15%，I階段累計壓下率 為57~89%，晾鋼厚度為1.5~2.0Τ，Τ為成品的毫米厚度。
[0014] 本發(fā)明所述控乳控冷乳制工序，II階段中，單道次壓下率2 9%;兩個階段的乳制總 道次控制在8~12道次。
[0015]本發(fā)明所述控乳控冷乳制工序，7令卻過程，采用ACC冷卻，7令卻速度為3~7 °C /s，上 下水比控制在1:1.2~1:1.9，鋼板返紅溫度660~710°C。
[0016]本發(fā)明所述加熱工序中，加熱溫度為1200~1250°C，加熱系數(shù)10~12min/cm，均熱 段在爐時間2 30min。
[0017] 本發(fā)明所述連鑄工序中連鑄坯厚度規(guī)格為350mm。
[0018] 本發(fā)明方法的原理為:本發(fā)明在低C、低Μη的基礎(chǔ)上，單加適量微合金元素 Ti，其它 微合金元素和稀土元素不額外加入，少量存在則認(rèn)為是殘余。主要考慮是Ti是強(qiáng)烈的鐵素 體形成元素，Ti也是強(qiáng)脫氧劑，使鋼中生成較多Ti的氮化物或碳化物。該碳氮化物的存在， 可以在后期的乳制和熱處理過程中阻止奧氏體晶粒的長大，從而改善鋼的強(qiáng)度和沖擊韌 性。并且，鈦的氮化物或碳化物的存在還可以通過阻止熱影響區(qū)的晶粒長大，進(jìn)而有效提高 焊接性能。
[0019] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本發(fā)明成分簡單，僅添加適量的微 合金元素 Ti，不加入￥、他、11、8、1%等多種貴重元素;生產(chǎn)成本相對低廉，增加了規(guī)模生產(chǎn)的 可能性。2、本發(fā)明具有更好的成分與強(qiáng)韌性的匹配，確保鋼板具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，所 得鋼板的綜合力學(xué)性能較好，屈服強(qiáng)度為140~180MPa，抗拉強(qiáng)度為220~320MPa，屈強(qiáng)比< 0.70,延伸率2 50%，-20°C的低溫下板厚1/4和1/2的沖擊功2 150J，可應(yīng)用于制造耐低溫 氣候下的建筑耗能抗震部件中。3、本發(fā)明方法以低C加低Μη的基本成分、單加微合金元素 Ti，通過控乳控冷乳制工藝和熱處理處理成功生產(chǎn)出最大厚度達(dá)80mm保較低溫度性能的 160MPa級的鋼板，降低了鋼板的生產(chǎn)成本。
[0020]
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1鋼板板厚1/4( 100X)的顯微組織； 圖2為實施例1鋼板板厚1/2 (100X)的顯微組織； 圖3為實施例3鋼板板厚1/4( 100X)的顯微組織； 圖4為實施例3鋼板板厚1/2( 100X)的顯微組織； 圖5為實施例5鋼板板厚1/4( 100X)的顯微組織； 圖6為實施例5鋼板板厚1/2(100X)的顯微組織。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023] 本低成本160MPa級抗震用鋼板的生產(chǎn)方法包括:冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳制 工序。
[0024] 實施例1 一種低成本160MPa級抗震用鋼，厚度20mm，化學(xué)成分組成見表1，余量為Fe和不可避免 的雜質(zhì)。
[0025]上述抗震用鋼生產(chǎn)方法包括：冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳制工序，得到低成本 160MPa級抗震用鋼，具體工藝過程如下： 按預(yù)定成分冶煉鋼水，連鑄獲得350mm厚度規(guī)格的連鑄坯。
[0026]冷卻后的連鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為1250°C，加熱系數(shù)10min/cm，均熱段在爐時 間40min。
[0027]控乳控冷乳制工序：采用Π 階段乳制：1階段乳制溫度為1200°C，單道次壓下率 15%，累計壓下率為89%，中間待溫厚度(晾鋼厚度)40mm;n階段的開乳溫度為870°C，終乳溫 度為820°C，單道次壓下率9%;兩個階段的乳制總道次控制在10道次。
[0028] 乳后采用ACC冷卻，冷卻速度為7°C/s，上下水比控制在1:1.2,鋼板返紅溫度710 Γ。
[0029]所得鋼板力學(xué)性能結(jié)果見表2。
[0030] 實施例2 一種低成本160MPa級抗震用鋼，厚度40mm，化學(xué)成分組成見表1，余量為Fe和不可避免 的雜質(zhì)。
[0031] 上述抗震用鋼生產(chǎn)方法包括：冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳制工序，得到低成本 160MPa級抗震用鋼，具體工藝過程如下： 按預(yù)定成分冶煉鋼水，連鑄獲得350mm厚度規(guī)格的連鑄坯。
[0032] 冷卻后的連鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為1200°C，加熱系數(shù)10min/cm，均熱段在爐時 間50min〇
[0033] 控乳控冷乳制工序：采用Π 階段乳制：I階段乳制溫度為1050°C，單道次壓下率 17%，累計壓下率為77%，中間待溫厚度(晾鋼厚度)80mm;n階段的開乳溫度為850°C，終乳溫 度為790°C，單道次壓下率10%;兩個階段的乳制總道次控制在12道次。
[0034] 乳后采用ACC冷卻，冷卻速度為7°C/s，上下水比控制在1:1.9,鋼板返紅溫度660 Γ。
[0035]所得鋼板力學(xué)性能結(jié)果見表2。
[0036] 實施例3 一種低成本160MPa級抗震用鋼，厚度60mm，化學(xué)成分組成見表1，余量為Fe和不可避免 的雜質(zhì)。
[0037] 上述抗震用鋼生產(chǎn)方法包括：冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳制工序，得到低成本 160MPa級抗震用鋼，具體工藝過程如下： 按預(yù)定成分冶煉鋼水，連鑄獲得350mm厚度規(guī)格的連鑄坯。
[0038] 冷卻后的連鑄坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為1240°C，加熱系數(shù)llmin/cm，均熱段在爐時 間70min。
[0039] 控乳控冷乳制工序：采用Π 階段乳制：1階段乳制溫度為1110°C，單道次壓下率 17%，累計壓下率為66%，中間待溫厚度(晾鋼厚度）120mm; Π 階段的開乳溫度為850°C，終乳 溫度為810 °C，單道次壓下率12