專利名稱：一種低溫用角鋼及其制造方法
技術領域：
本發明屬于低溫鋼領域，具體講涉及一種低溫用熱軋角鋼及其制造方法。
背景技術：
材料的低溫斷裂問題是在上世紀三四十年代隨著大型鋼結構應用而生，上世紀30 年代比利時哈塞爾特大橋在建成僅14個月后發生斷裂墜毀，當時氣溫為-20°C。柏林附近跨越公路的橋梁，于1938年1月2日當溫度急劇下降至-10°C時發生局部破壞，橋身上出現長達:3m的裂縫。50年代，加拿大魁北克的一座橋梁，在通車27個月后發生斷裂墜毀，當時氣溫為-35°C。1965年12月27日，北海氣田“海寶”號海洋鉆機井架倒塌下沉，時溫為 3°C。1984年1月4日，我國新疆發生一起工程起重機吊臂脆斷事故，造成1人死亡，當時的工作環境溫度為_15°C。研究表明，材料的應力低于屈服極限，也低于設計需用應力，鋼材依然脆斷失效，事故發生突然，過程短暫迅速，人們通過反思研究事故起因，確定低溫是導致材料破壞的直接原因。我國幅員遼闊，在北方很多地區冬季氣溫在-20°C以下，極限氣溫達-40°C以下， 尤其是東北地區，屬寒溫帶和寒帶氣候地區，具有氣溫低、溫差大、降雪量大、空氣密度大等特征，且持續得時間較長，低溫出現時間一般3 6個月以上，在大、小興安嶺地區年平均氣溫都在0°C以下。東北地區最冷月溫度大致在-10°C -30°C之間，其中興安嶺地區各地極端最低溫度的多年平均值大多在-40°C左右，而極值可達_45°C左右，隨著近幾年來，大氣與自然環境的劇烈變化，極端天象出現頻率增加，表1統計了我國部分地區的計算低溫 Tj (取自采暖規范，是50年中連續5天低溫的平均值)和歷史上出現的最低氣溫Tz。表1我國部分地區的計算低溫Tj和歷史上出現過的最低氣溫TzCC )
序號
地區
Τ,
Tz
1黑龍江境內-38-53.3
2新疆境內-27-49.83內蒙古境內-31-49.84西藏境內--46.權利要求
1.一種低溫用角鋼，其特征在于所述角鋼化學成分的重量百分配比為C :0. 05 0. 18%, Mn 0. 5 1. 70%, Si :0. 01 0. 55%, Ga :0. 005 0. 01%, V :0. 01 0. 08%, Nb 0. 02 0. 08%, Ca 0. 001 0. 005% ；Ti 0. 005 0. 05%, Als 0. 01 0. 06%, Cu 0. 15% 0. 25%，B 0. 0005 0. 002%，P :0 0. 01 %，S :0 0. 005%，其余為 Fe 和不可避免的雜質。
2.如權利要求1所述的低溫用鋼，其特征在于所述角鋼化學成分的重量百分配比為 C 0. 05 0. 18%,Mn :0. 65 1. 70%,Si :0. 01 0. 55%,Ga :0. 005 0. 01%,V :0. 01 0. 08 %, Nb 0. 02 0. 08 %，Ca 0. 001 0. 005 % ；Ti 0. 005 0. 05 %，Als 0. 01 0. 06%, Cu 0. 15% 0. 25%, B :0. 0005 0. 002%, P :0 0. 01 %，S :0 0. 005%，其余為狗和不可避免的雜質。
3.如權利要求1所述的低溫用鋼，其特征在于所述角鋼中至少添加V和Nb中的一種， V和Nb總含量不超過0. 12%。
4.一種如權利要求1所述的低溫用角鋼的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步驟1)按照化學成分的重量百分配比，C0. 05 0. 18%, Mn :0. 5 1. 70%, Si :0. 01 0. 55%,Ga 0. 005 0. 01%,V :0. 01 0. 08%,Nb :0. 02 0. 08%,Ca :0. 001 0. 005%； Ti 0. 005 0. 05 %，Als :0. 01 0. 06 %，Cu :0. 15 % 0. 25 %，B :0. 0005 0. 002 %， P :0 0. 01 %，S :0 0. 005 %，其余為！^和不可避免的雜質，其中V和Nb總含量不超過 0. 12% ；2)初煉控制出鋼溫度在1630 1660°C；3)進行轉爐精煉，控制精煉時間在15 30min；4)進行真空脫氧后進行鑄造，得到鋼坯；5)將步驟4所述鋼坯加熱到1190 1290°C進行多道次熱軋得到角鋼，終軋溫度在 860 940°C之間，空冷。
5.如權利要求4所述的一種低溫用角鋼的制造方法，其特征在于軋制開始，隨著鋼坯溫度的降低，在鋼坯的奧氏體區及鐵素體再結晶溫度區連續軋制，熱軋道次為10次。
6.如權利要求4所述的一種低溫用角鋼的制造方法，其特征在于所述角鋼為等邊或不等邊熱軋角鋼。
7.如權利要求4所述的一種低溫用角鋼的制造方法，其特征在于正火后所述角鋼的鐵素體晶粒度不低于8級。
全文摘要
本發明涉及一種低溫用熱軋角鋼及其制造方法，屬于低溫鋼領域。所述角鋼在-40℃以上具有優異的低溫韌性，屈服強度達到350MPa，適合作為高寒地區低溫條件下的輸電鐵塔塔材。所述角鋼化學成分的重量百分配比為C0.05～0.18％，Mn0.5～1.7％，Si0.01～0.55％，Ga0.005～0.01％，V0.01～0.08％，Nb0.02～0.08％，Ca0.001～0.005％；Ti0.005～0.05％，Als0.01～0.06％，Cu0.15％～0.25％，B0.0005～0.002％，P0～0.01％，S0～0.005％，其余為Fe和不可避免的雜質。本發明具有工藝簡單，鋼質純凈，組織穩定、屈服強度大于350MPa、在-40℃以上具有優異低溫韌性的優點，采用多元少量的合金化原則，高低溫性能低成本。
文檔編號C22C38/16GK102212752SQ20111015441
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月9日 優先權日2011年6月9日
發明者朱全軍, 李正, 李現兵, 楊富堯, 祝志祥, 聶京凱, 陳川, 陳新, 韓鈺, 馬光 申請人:中國電力科學研究院