CN112779473A - 一种耐火温度达到600℃的耐火钢材及其制备方法 - Google Patents

一种耐火温度达到600℃的耐火钢材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐火温度达到600℃的耐火钢材，包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.08‑0.11%，Si：0.6‑1.2%，Mn：0.1‑0.35%，Ti：0.01‑0.025%，Mo：0.01‑0.02%，Cr：0.15‑0.3%，Nb：0.02‑0.04%，Al：0.01‑0.06%，其余为Fe；热处理时，耐火钢坯的铁素体含量为50‑65%，珠光体含量为10‑35%，粒状贝氏体含量为15‑30%。本发明还公开了上述钢材的制备方法，采用转炉进行冶炼，炉外精炼，热处理，进行轧制，冷却，回火处理。本发明成本低，不含钒，工艺简洁，适合大规模生产，性能稳定生产时，不需要后续热处理，节能减排，降低了生产成本；耐火性好：600°C下保温1‑3小时；抗震性好：室温下屈强比＜80%；焊接性良好；室温力学性能及其他质量指标达到普通用低，合金高强度钢标准。

Description

一种耐火温度达到600℃的耐火钢材及其制备方法
技术领域
本发明属于金属制品技术领域，具体涉及一种耐火温度达到600℃的耐火钢材及其制备方法。
背景技术
钢板具有强度高、抗震性能好和施工快速等优点，是良好的建筑用材料，目前的大型建筑和高层建筑大多为钢结构建筑，但是普通的建筑用钢材在受热时其强度和承载能力都会迅速降低，使用这种钢材的钢结构建筑一旦遭遇火灾，钢结构受热强度降低而极易造成建筑物倒塌等恶性火灾事故的发生。
自美国“9. 11”事件后，钢结构建筑用钢的防火性能已引起政府及设计部门的高度重视。普通钢在350℃时屈服强度迅速下降到室温屈服强度的1/2 以下，不能满足结构耐火设计要求，必须在其表面喷涮较厚的防火涂层。为了减少成本及加快施工进度，国内外已经开展了系列耐火温度为600℃的建筑用耐火钢的研制工作。
发明内容
本发明针对目前的不足，提出一种耐火温度达到600℃的耐火钢材及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐火温度达到600℃的耐火钢材，其特征在于，包括以下质量百分含量的化学成分：C：0 .0 8-0 .11%，Si：0 .6-1 .2%， Mn：0 .1-0 .35%， Ti：0 .01-0 .025%，Mo：0.01-0 .02%，Cr：0 .15-0 .3%，Nb：0 .02-0 .04%，Al：0 .01-0 .06%，其余为Fe；热处理时，耐火钢坯的铁素体含量为50 -65%，珠光体含量为10 -35%，粒状贝氏体含量为15 -30%。
优选地，C：0 .098%，Si：1 .06%， Mn：0 .32%， Ti：0 .015%，Mo：0 .015%，Cr：0.22%，Nb：0 .03%，Al：0 .03%，其余为Fe。
优选地，C：0 .08%，Si：0 .6%， Mn：0 .1%， Ti：0 .01%，Mo：0 .01%，Cr：0 .3%，Nb：0.02%，Al：0 .06%，其余为Fe。
优选地，C：0 .11%，Si：1 .2%， Mn：0 .35%， Ti：0 .025%，Mo：0 .02%，Cr：0 .3%，Nb：0 .04%，Al：0 .01%，其余为Fe。
优选地，生产步骤如下：
步骤一：采用转炉进行冶炼；
步骤二：经炉外精炼后，连铸钢坯，钢坯送入加热炉中进行热处理；
步骤三：钢坯出炉后进行轧制，轧后冷却至550-650℃时，喷淋冷却至450℃；
步骤四：再空冷至室温，随后600℃下进行回火处理，回火结束后自然空冷至室温。
优选地，所述步骤三中，轧制的轧制道次为5-7 次，每道次轧制使得耐火钢坯的厚度减少1-7 毫米。
优选地，所述步骤三中，以10-40℃ / 秒的速度冷却至550-650℃，并保温1-2 小时。
上述技术方案可以得到以下有益效果：
本发明：成本低，不含钒，工艺简洁，适合大规模生产，性能稳定生产时，不需要后续热处理，节能减排，降低了生产成本；耐火性好： 600°C 下保温1 - 3 小时；抗震性好：室温下屈强比＜ 80% ；焊接性良好；室温力学性能及其他质量指标达到普通用低，合金高强度钢标准。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的说明：
实施例1：
本实施例的建筑用耐火钢材包括以下质量百分含量的化学成分C：0 .098%，Si：1.06%， Mn：0 .32%， Ti：0 .015%，Mo：0 .015%，Cr：0 .22%，Nb：0 .03%，Al：0 .03%，其余为Fe。
Si可以促进铁素体的形成，抑制渗碳体的长大，提高钢的高温强度；Mn起到脱氧防止脆性的作用；Ti可以增加钢的高温持久强度和蠕变的抗力，改善钢焊接后的塑韧性；Mo、Cr、Nb能有效提高钢材高温强度；Mo在高温下可以保持良好的组织稳定性，获得综合性能良好的耐火钢；Al是强脱氧元素，与N形成AlN形成细化晶粒，提高强度，同时也能提高钢的耐腐蚀性能；钢材的屈服强度达到600MPa以上，延伸率大于20%，600℃高温下屈服强度是室温下的2/3以上。
生产时，按上述化学成分采用转炉进行冶炼，经炉外精炼后，连铸钢坯，钢坯送入加热炉中热处理，铁素体含量为50 -65%，珠光体含量为10 -35%，粒状贝氏体含量为15 -30%。钢坯出炉后进行轧制，轧后空冷至700℃时，喷淋冷却至450℃，再空冷至室温，随后600℃下进行回火处理，回火结束后自然空冷至室温。
本钢材时候数据：室温屈服强度632MPa，延伸率22 .8%；600℃屈服强度500MPa，耐火性能良好。
实施例2：
本实施例的建筑用耐火钢材包括以下质量百分含量的化学成分C：0 .08%，Si：0.6%，Mn：0 .1%， Ti：0 .01%，Mo：0 .01%，Cr：0 .3%，Nb：0 .02%，Al：0 .06%，其余为Fe。
Si可以促进铁素体的形成，抑制渗碳体的长大，提高钢的高温强度；Mn起到脱氧防止脆性的作用；Ti可以增加钢的高温持久强度和蠕变的抗力，改善钢焊接后的塑韧性；Mo、Cr、Nb能有效提高钢材高温强度；Mo在高温下可以保持良好的组织稳定性，获得综合性能良好的耐火钢；Al是强脱氧元素，与N形成AlN形成细化晶粒，提高强度，同时也能提高钢的耐腐蚀性能；钢材的屈服强度达到600MPa以上，延伸率大于20%，600℃高温下屈服强度是室温下的2/3以上。
生产时，按上述化学成分采用转炉进行冶炼，经炉外精炼后，连铸钢坯，钢坯送入加热炉中热处理，铁素体含量为50 -65%，珠光体含量为10 -35%，粒状贝氏体含量为15 -30%。钢坯出炉后进行轧制，轧后空冷至700℃时，喷淋冷却至450℃，再空冷至室温，随后600℃下进行回火处理，回火结束后自然空冷至室温。
本钢材时候数据：室温屈服强度628MPa，延伸率25.2%；600℃屈服强度458MPa，耐火性能良好。
实施例3：
本实施例的建筑用耐火钢材包括以下质量百分含量的化学成分C：0 .11%，Si：1.2%， Mn：0 .35%， Ti：0 .025%，Mo：0 .02%，Cr：0 .3%，Nb：0 .04%，Al：0 .01%，其余为Fe。
Si可以促进铁素体的形成，抑制渗碳体的长大，提高钢的高温强度；Mn起到脱氧防止脆性的作用；Ti可以增加钢的高温持久强度和蠕变的抗力，改善钢焊接后的塑韧性；Mo、Cr、Nb能有效提高钢材高温强度；Mo在高温下可以保持良好的组织稳定性，获得综合性能良好的耐火钢；Al是强脱氧元素，与N形成AlN形成细化晶粒，提高强度，同时也能提高钢的耐腐蚀性能；钢材的屈服强度达到600MPa以上，延伸率大于20%，600℃高温下屈服强度是室温下的2/3以上。
生产时，按上述化学成分采用转炉进行冶炼，经炉外精炼后，连铸钢坯，钢坯送入加热炉中热处理，铁素体含量为50 -65%，珠光体含量为10 -35%，粒状贝氏体含量为15 -30%。钢坯出炉后进行轧制，轧后空冷至700℃时，喷淋冷却至450℃，再空冷至室温，随后600℃下进行回火处理，回火结束后自然空冷至室温。
本钢材时候数据：室温屈服强度633MPa，延伸率21.1%；600℃屈服强度487MPa，耐火性能良好。
以上所述均为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原理前提下，对本发明的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种耐火温度达到600℃的耐火钢材，其特征在于：包括以下质量百分含量的化学成分：C：0.0 8-0.11%，Si：0.6-1.2%， Mn：0.1-0.35%， Ti：0.01-0.025%，Mo：0.01-0.02%，Cr：0.15-0.3%，Nb：0.02-0.04%，Al：0.01-0.06%，其余为Fe；热处理时，耐火钢坯的铁素体含量为50 -65%，珠光体含量为10 -35%，粒状贝氏体含量为15-30%。
2.根据权利要求1所述的一种耐火温度达到600℃的耐火钢材，其特征在于：C：0.098%，Si：1.06%， Mn：0.32%， Ti：0.015%，Mo：0.015%，Cr：0.22%，Nb：0.03%，Al：0 .03%，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种耐火温度达到600℃的耐火钢材，其特征在于：C：0.08%，Si：0.6%， Mn：0.1%， Ti：0.01%，Mo：0.01%，Cr：0.3%，Nb：0.02%，Al：0.06%，其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种耐火温度达到600℃的耐火钢材，其特征在于：C：0.11%，Si：1.2%，Mn：0.35%，Ti：0.025%，Mo：0.02%，Cr：0.3%，Nb：0.04%，Al：0 .01%，其余为Fe。
5.一种耐火温度达到600℃的耐火钢的制备方法：其特征在于：生产步骤如下：
步骤一：采用转炉进行冶炼；
步骤二：经炉外精炼后，连铸钢坯，钢坯送入加热炉中进行热处理；
步骤三：钢坯出炉后进行轧制，轧后冷却至550-650℃时，喷淋冷却至450℃；
步骤四：再空冷至室温，随后600℃下进行回火处理，回火结束后自然空冷至室温。
6.根据权利要求5所述的一种耐火温度达到600℃的耐火钢材的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，轧制的轧制道次为5-7 次，每道次轧制使得耐火钢坯的厚度减少1-7 毫米。
7.根据权利要求5所述的一种耐火温度达到600℃的耐火钢的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，以10-40℃ / 秒的速度冷却至550-650℃，并保温1-2 小时。
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