專利名稱:一種高性能建筑結構用鋼板及其制造方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料技術領域：
，尤其涉及一種200N/mm2級別低屈服點高性能建筑結構用鋼板及其制造方法。
背景技術：
現代鋼結構的抗震設計概念，已經從鋼結構的整體抗震轉變為將某些構件設計成結構的減震裝置，使其在大震時首先屈服耗能，其余鋼結構則處于彈性狀態。為了解決鋼結構房屋的地震后變形的修復問題，國內外開始越來越多地開發和利用低屈服點軟鋼減震器作為減震裝置。國際上有關200N/mm2級別低屈服點建筑結構用鋼制造方法已經形成多項專利。例如
公開號為JP2000063946，名稱為“減震用低屈服點厚鋼板的制造方法”的日本專利公開了一種減震用低屈服點厚鋼板的制造方法。它是一種低C、Mn、Al合金體系，鋼中沒有添加其它合金等元素。經過熱軋或熱處理的方法可以使鋼的屈服強度控制在140 240N/mm2范圍內，延伸率大于50%。由于屈服強度變化范圍較大，不利于軟鋼減震結構的設計和制造，而且從其實施例可見其終軋溫度較低，在735 820°C之間，較低的終軋溫度對軋機的能力要求較高，影響生產節奏和生產效率。熱軋后還要采用870 930°C正火或650 870°C的粗化處理以提高性能，而正火和粗化處理增加了生產成本。
公開號為JP2000256739的日本專利也涉及一種減震用低屈服點厚鋼板的制造方法，該鋼中含有鐵和下述重量百分比的添加元素C:0. 04% 0. 06%, Si ( 0. 05%,Mn ( 0. 7%,P ( 0. 03%,S ( 0. 03%,Al ( 0. 05%，通過 1000 1250°C加熱，850°C終軋，軋后水冷，冷卻終止溫度小于600°C，該低屈服點軟鋼的屈服強度為200 250N/mm2，延伸率和(TC沖擊性能良好。但由于軋后采用控冷的方法，而國內大部分控冷生產線普遍存在控冷后鋼板變形不易矯直的問題，所以增加了生產難度。
公開號為JP2006233328的日本專利涉及一種低屈服點高低溫韌性厚鋼板的制造方法，該鋼中含有鐵和下述重量百分比的添加元素C:0. 02% 0. 06%, Si ( 0.2%、Mn^ 0.8%, 0. 004%, Al :0. 005% 0. 050%，通過 900 1200°C加熱，軋后水冷，開冷溫度880°C，終止冷卻溫度600°C，冷速3 30°C /s，軋后采用粗化處理，溫度為600 650°C，生產的鋼板厚度大于30mm，該低屈服點軟鋼的屈服強度為200 250N/mm2，(TC低溫韌性大于279J，可見該專利采用了水冷且設計了熱處理工藝，增加了生產難度和成本。
由以上對比專利可知，目前低屈服點軟鋼減震器用鋼板的生產存在以下不足①普遍采用軋后控冷的生產方式，鋼板容易變形大部分需要配合正火或高溫回火，生產成本較高低溫韌性要求基本為0°C，難以滿足北方低溫地區冬季對鋼結構的設計和施工需要；④屈服強度變化范圍較大，不利于軟鋼減震結構的設計和制造。
發明內容
[0008]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種生產工藝簡單，又能滿足寒冷地區建筑行業減震設計和施工需求的低屈服點建筑結構用鋼及其制造方法。
本發明高性能建筑結構用鋼板的化學成分重量百分比為C 0. 015% 0. 060%,Si ( 0. 05%,Mn 0. 25% 0. 55%, Als 0. 005% 0. 020%，還含有 Ti 和 / 或 Nb，其重量百分比分別為Ti 0. 02% 0. 040%, Nb :0. 015% 0. 035%，余量為Fe及不可避免的雜質。
本發明鋼中的雜質元素控制在P彡0. 015%, S彡0. 005%, [N] ( 0. 0040%,
彡0.0020%。為了保證鋼的強度需要0.015%以上的C含量，同時為了保證鋼的焊接性能和低溫韌性，C的含量不宜超過0. 06%。為了保證具有優異的延伸性能，將Si的含量控制在小于0.05%。Mn的主要作用是固溶強化和脫氧，過多時會使強度過高。Nb和Ti、Al主要作用是抑制加熱時晶粒長大，同時起固溶和析出強化的作用，Ti、Al配合脫氧可以減少強度的增加過多，增強Ti脫氧產物的有益作用，在厚規格鋼板中加入適量的Nb以保證鋼板強度。
本發明高性能建筑結構用鋼板的制造方法包括冶煉、鑄造和熱軋，冶煉時進行鐵水預處理，采用轉爐冶煉，通過頂吹或頂底復合吹煉，進行精煉處理，并進行微合金化，控制鋼中雜質含量在上述成分范圍內；根據鋼水中氧含量，控制ALs含量在0. 005 % 0. 020 %;加Ti微合金化；連鑄采用電磁攪拌，以減少元素偏析。軋制過程采用再結晶控軋工藝。加熱溫度1100 1170°C，加熱時間控制在60 110s/mm;采用兩階段控軋，目的在于控制終軋溫度，細化組織，粗軋終軋溫度控制在920 1050°C，第二階段精軋開軋溫度為960 8400C ;終軋溫度為800 860°C ;第二階段再結晶區軋制積累變形量大于60% ;軋后自然冷卻。
為了獲得最佳效果，本發明可對熱軋后的鋼板進行正火處理，正火溫度為760 880°C，最佳正火溫度為790 820°C。在正火過程中，調整鋼的強度，同時改善鋼的韌性和塑性。
本發明高性能建筑結構用鋼板具有以下有益效果①化學成分簡單，除基本元素夕卜，只少量添加Ti和/或Nb，而且生產工藝簡單，成本較低；②熱軋態空冷(必要時配合正火)就可獲得良好的板型和性能； -20°C縱向低溫韌性大于100J，可以滿足寒冷地區建筑行業減震設計和施工的需求屈服強度波動范圍小，為205 245N/mm2。 具體實施方式
下面通過實施例對本發明作進一步的描述。
本發明實施例鋼板的化學成分見表I。本發明實施例鋼板的熱軋工藝參數見表2。本發明實施例鋼板的熱軋態力學性能檢驗結果見表3。本發明實施例鋼板的正火性能檢驗結果見表4。
表I本發明實施例鋼板的的冶煉成分(Wt% )
實施例 CSiMn ~P~SNbTiAls
~I0.055 0.025 0 48 0.0150.005-0 02 0.015~
權利要求
1.一種高性能建筑結構用鋼板的制造方法，其屈服強度為205 245N/mm2，包括冶煉、鑄造和熱軋，其特征在于軋制過程采用再結晶控軋工藝，加熱溫度1100 1170°C，加熱時間控制在60 110s/mm ;采用兩階段控軋，粗軋終軋溫度控制在920 1050°C，第二階段精軋開軋溫度為960 840°C;終軋溫度為800 860°C;第二階段再結晶區軋制積累變形量大于60% ;軋后自然冷卻；所述鋼板的化學成分重量百分比為C 0. 015% 0. 060%,Si ( 0. 05%、Mn :0. 25% 0. 49%、Als :0. 005% 0. 020%, Ti :0. 02% 0. 040%，余量為 Fe 及不可避免的雜質。
2.根據權利要求
I所述高性能建筑結構用鋼板的制造方法，其特征在于對熱軋后的鋼板進行正火處理，正火溫度為760 880°C。
3.根據權利要求
2所述高性能建筑結構用鋼板的制造方法，其特征在于正火溫度為.790 820 °C。
專利摘要
本發明提供一種高性能建筑結構用鋼板及其制造方法，其化學成分C0.015％～0.060％、Si≤0.05％、Mn0.25％～0.55％、Als0.005％～0.020％，還含有Ti0.020％～0.040％、Nb0.015％～0.035％，余量為Fe及不可避免的雜質。其制造方法包括冶煉、鑄造和熱軋。加熱溫度1100～1170℃，加熱時間控制在60～110s/mm；粗軋終軋溫度控制在920～1050℃，第二階段精軋開軋溫度為960～840℃；終軋溫度為800～860℃；軋后自然冷卻。本發明化學成分簡單，只少量添加Ti和/或Nb，生產工藝簡單，成本較低；熱軋態空冷可獲得良好的板型和性能；-20℃縱向低溫韌性大于100J，可以滿足寒冷地區建筑行業減震設計和施工的需求；屈服強度波動范圍為205～245N/mm2。
文檔編號C22C38/14GKCN101748327 B發布類型授權 專利申請號CN 200810229768
公開日2012年11月28日 申請日期2008年12月12日
發明者張濤, 劉明, 郝森, 侯華興, 楊穎 申請人:鞍鋼股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (1), 非專利引用 (1),