CN113061803A - 一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法，属于钢材制备技术领域，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％‑0.13％，Si:0.15％‑0.35％，Mn：1.0％‑1.2％，Alt：0.02％‑0.06％，Nb：0.007％‑0.15％，T i：0.010％‑0.02％，Ni：0.1％‑0.2％，Cr：0.4％‑0.5％，Mo：0.2％‑0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；使得结构钢保证了高强度、窄强度波动、低屈强比，及良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂性能。
Description
技术领域
本发明属于钢材制备技术领域，特别涉及一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法。
背景技术
与传统的混凝土建筑相比，钢结构建筑施工效率更高，更加绿色环保，抗震性更好。随着钢结构建筑的快速发展，使得高建钢需求向高强度、窄强度波动、低屈强比，良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂等方向发展。
TMCP工艺钢板具有低成本、良好的低温韧性和焊接性等优势，但申请人在发明过程中发现：TMCP工艺钢板的强度波动大，屈强比偏高，无法满足高建钢高抗震性要求。目前的常用方法是采用正火工艺，虽可以降低屈强比，但需要添加大量的合金，焊接性较差，并且强度难以保证。
因此，研究并推广TMCP工艺在高建钢领域应用成为迫切需要解决的难题，尤其是要同时保证高强度、窄强度波动、低屈强比，良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂性能。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法。
本发明实施例提供了一种500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：
C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
可选的，所述钢的化学成分以质量分数计为：
C：0.11％-0.12％，Si:0.20％-0.30％，Mn：1.1％，Alt：0.03％-0.05％，Nb：0.01％-0.1％，Ti：0.015％，Ni：0.15％，Cr：0.45％，Mo：0.25％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，所述钢为如上所述的500MPa级高强抗震结构钢；所述方法包括：
将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯；
将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢。
可选的，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述冶炼包括：钢水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼和VD炉真空处理。
可选的，所述钢水预处理采用KR脱S装置脱S；所述转炉冶炼采用顶底复合吹炼工艺。
可选的，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述结构钢铸坯的厚度为200mm-400mm，所述结构钢铸坯的宽度为1800mm-2400mm，所述结构钢铸坯的的展宽比为1-1.6。
可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述加热的温度为1130℃-1170℃，所述加热的时间为200min-500min。
可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述轧制采用两阶段控轧工艺，所述两阶段控轧工艺的粗轧的开轧温度为1050℃-1100℃，所述两阶段控轧工艺的粗轧的最大压下率≤20％；粗轧后钢坯的待温厚度为1.5-2.5倍成品钢的厚度。
可选的，所述两阶段控轧工艺的精轧的开轧温度为840℃-870℃，所述两阶段控轧工艺的精轧的终轧温度为790℃-830℃。
可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的终冷温度为560℃-600℃。
可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的冷却速度为10℃/s-20℃/s。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；通过控制碳含量为0.10％-0.13％保证钢板具有良好的低温韧性和可焊性，同时不需要强水冷保证钢板强度，实现窄强度波动；降低Nb含量，控制细晶强化和析出强化效果，降低屈强比；添加较多的Cr、Mo元素，提高钢板淬透性，细化MA组织，提高钢板抗拉强度；添加少量的Ni，降低钢板韧脆转变温度并提高焊接性；严格控制P、S等有害元素，提高钢板韧性和Z向性能，最终使得结构钢保证了高强度、窄强度波动、低屈强比，同时还保证了良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的生产方法的流程图；
图2是本发明实施例1提供的钢板轧制规程图；
图3是本发明实施例1提供的钢板的横断面显微组织图；
图4是本发明实施例2提供的钢板轧制规程图；
图5是本发明实施例2提供的钢板的横断面显微组织图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
C的作用是通过固溶强化保证强度，控制C的质量分数为0.10％-0.13％的原因是保证钢板具有良好的低温韧性和可焊性，同时不需要强水冷保证钢板强度，实现窄强度波动，该质量分数取值过大的不利影响是焊接性和低温韧性变差，过小的不利影响是强度波动变大，屈强比升高；
Mn的作用是弥补C降低造成的强度损失，控制Mn的质量分数为1.0％-1.2％的原因是控制合适的铁素体含量和晶粒度，该质量分数取值过大的不利影响是贝氏体含量过多、铁素体晶粒太细，屈强比偏高，过小的不利影响是铁素体增加，强度不足；
Nb的作用是在加热时抑制奥氏体晶粒涨大，细化晶粒，控制Nb的质量分数为0.007％-0.15％的原因是降低Nb含量，控制细晶强化和析出强化效果，降低屈强比，该质量分数取值过大的不利影响是晶粒太细，屈强比偏高，过小的不利影响是强度不足。
Cr的作用是提高淬透性，控制Cr的质量分数为0.4％-0.5％的原因是提高钢板淬透性，细化MA组织，提高钢板抗拉强度，该质量分数取值过大的不利影响是焊接性变差，过小的不利影响是抗拉强度偏低。
Mo的作用是细化MA组织，提高抗拉强度，控制Mo的质量分数为0.2％-0.3％的原因是提高钢板淬透性，细化MA组织，提高钢板抗拉强度，该质量分数取值过大的不利影响是抗拉强度偏高，过小的铁素体含量偏多，强度不足。
P和S为有害元素，控制P的质量分数为P＜0.012％、S的质量分数为＜0.002％的原因是提高钢板韧性和Z向性能，该质量分数取值过大的不利影响是低温韧性、焊接性变差；
作为一种可选的实施方式，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.11％-0.12％，Si:0.20％-0.30％，Mn：1.1％，Alt：0.03％-0.05％，Nb：0.01％-0.1％，Ti：0.015％，Ni：0.15％，Cr：0.45％，Mo：0.25％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，所述钢为如上提供的500MPa级高强抗震结构钢；所述方法包括：
S1.将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯；
作为一种可选的实施方式，将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述冶炼包括：钢水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼和VD炉真空处理；
本实施例中，钢水预处理采用KR脱S装置脱S；所述转炉冶炼采用顶底复合吹炼；
本实施例中，将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述结构钢铸坯的厚度为200mm-400mm，所述结构钢铸坯的宽度为1800mm-2400mm，所述结构钢铸坯的的展宽比为1-1.6；
采用200mm-400mm的厚板坯，能够提高了压缩比，该厚度取值过小的不利影响是组织不均匀，低温韧性和Z向性能变差；
控制结构钢铸坯的宽度为1800mm-2400mm、结构钢铸坯的的展宽比为1-1.6，能够增大纵轧道次压下量，提高钢板韧性和Z向性能，该取值过大的不利影响是组织不均匀，低温韧性和Z向性能变差。
S2.将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢。
作为一种可选的实施方式，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述加热的温度为1130℃-1170℃，所述加热的时间为200min-500min；
控制加热的温度为1130℃-1170℃的原因是采用低温加热工艺能够降低能源消耗，细化原始奥氏体晶粒；该温度取值过大的不利影响是奥氏体晶粒粗化，低温冲击韧性变差，过小的不利影响是合金元素不能完全溶解，Z向性能变差；
控制加热的时间为200min-500min的原因是保证钢坯加热均匀；该时间取值过大的不利影响是奥氏体晶粒粗化，低温冲击韧性变差，过小的不利影响是钢板芯部变形不够，Z向性能变差；
作为一种可选的实施方式，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述轧制采用两阶段控轧工艺，所述两阶段控轧工艺的粗轧的开轧温度为1050℃-1100℃，所述两阶段控轧工艺的粗轧的最大压下率≤20％；粗轧后钢坯待温厚度1.5-2.5倍成品厚度(mm)，优选2.0倍；所述两阶段控轧工艺的精轧的开轧温度为840℃-870℃，所述两阶段控轧工艺的精轧的终轧温度为790℃-830℃。
控制粗轧的最大压下率≤20％能够控制再结晶轧制晶粒细化效果，控制强度波动，降低屈强比；该压下率取值过大的不利影响是晶粒太细，屈强比升高；
控制精轧的终轧温度为790℃-830℃的原因是能够配合于粗轧后钢坯待温厚度，适当的提高终轧温度，能够提高轧制效率，提高钢板性能均匀性；该温度取值过大的不利影响是晶粒粗化，屈服强不不足，过小的不利影响是屈强比升高；
作为一种可选的实施方式，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的终冷温度为560℃-600℃，所述水冷的冷却速度为10℃/s-20℃/s。
控制水冷的终冷温度为560℃-600℃的原因是，该温度取值过大的不利影响是铁素体含量过多，且晶粒粗，强度不足，过小的不利影响是贝氏体含量过多，强度偏高；
控制水冷的冷却速度为10℃/s-20℃/s的原因是控制合适的组织形态和晶粒尺寸，该速度取值过大的不利影响是晶粒细化，屈强比升高，过小的不利影响是强度不足；
下面将结合实施例及实验数据对本申请的500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法进行详细说明。
实施例1
一种500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.11％，Si：0.22％，Mn：1.18％，Alt：0.038％，Nb：0.012％，Ti：0.016％，Ni：0.16％，Cr：0.43％，Mo：0.26％，P：0.011％，S：0.0009％，其余为Fe和不可避免的杂质；
采用如上提供的制备方法进行制备，其制备过程中的重要参数如下：板坯尺寸为200*1850*2800(mm)，钢板尺寸为35*1980*13150(mm)，压缩比为5.71，展宽比为1.07。铸坯中心偏析为C类0.5。加热温度1151℃，双机架两阶段控轧，精轧开轧温度858℃，终轧温度821℃，待温厚度70mm，终冷温度590℃，冷速18℃/S。
实施例2
一种500MPa级高强抗震结构钢，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.12％，Si：0.25％，Mn：1.15％，Alt：0.035％，Nb：0.010％，Ti：0.014％，Ni：0.15％，Cr：0.46％，Mo：0.27％，P：0.010％，S：0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质,
采用如上提供的制备方法进行制备，其制备过程中的重要参数如下：板坯尺寸为250*1850*3550(mm)，钢板尺寸为50*2820*10090(mm)，压缩比为5.0，展宽比为1.53。铸坯中心偏析为C类0.5。加热温度1160℃，双机架两阶段控轧，精轧开轧温度840℃，终轧温度801℃，待温厚度100mm，终冷温度565℃，冷速13℃/S。
实验例
将实施例1-2和随机会抽取5批次进行性能检测，测试结果如下表。
由实施例和抽测的数据可得，采用本发明实施提供的配方和工艺制备来制备结构钢，实现了窄强度波动控制，大幅降低了屈强比，提高了钢板的Z向性能，钢板在满足高强度的同时具有良好的抗震性，制备的结构钢的屈服强度≥520-580(MPa)，抗拉强度≥660-720(MPa)，屈强比≤0.82，-20℃冲击功平均值≥180J，Z向平均值≥60％。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例提供的结构钢配比采用合理的化学成分设计，通过TMCP工艺，实现了钢板同时满足高强度、窄强度波动、低屈强比、优良的低温韧性、可焊性及抗层状撕裂性能。
(2)本发明实施例提供的结构钢配比，通过控制碳含量(0.10-0.13)保证钢板具有良好的低温韧性和可焊性，同时不需要强水冷保证钢板强度，实现窄强度波动。降低Nb含量，控制细晶强化和析出强化效果，降低屈强比。添加较多的Cr、Mo元素，提高钢板淬透性，细化MA组织，提高钢板抗拉强度。添加少量的Ni，降低钢板韧脆转变温度并提高焊接性。严格控制P、S等有害元素，提高钢板韧性和Z向性能；
(3)本发明实施例提供的结构钢的制备工艺，通过采用200-400(mm)厚板坯，提高压缩比；控制展宽比1-1.6，增大纵轧道次压下量，提高钢板韧性和Z向性能；采用低温加热工艺，钢坯加热温度1140-1170(℃)，降低能源消耗，细化原始奥氏体晶粒；限定粗轧最大压下率不超20％，控制再结晶轧制晶粒细化效果，控制强度波动，降低屈强比；采用小待温厚度并适当提高终轧温度，提高轧制效率，提高钢板性能均匀性；在本发明设计的工艺条件下实现了窄强度波动控制，大幅降低了屈强比，提高了钢板的Z向性能，钢板在满足高强度的同时具有良好的抗震性。
(4)本发明实施例提供配比和工艺制备的结构钢的屈服强度≥520-580(MPa)，抗拉强度≥660-720(MPa)，屈强比≤0.82，-20℃冲击功平均值≥180J，Z向平均值≥60％。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种500MPa级高强抗震结构钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量分数计为：
C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.一种500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述钢为如权利要求1所述的500MPa级高强抗震结构钢；所述方法包括：
将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯；
将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢。
3.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述冶炼包括：钢水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼和VD炉真空处理。
4.根据权利要求3所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述钢水预处理采用KR脱S装置脱S；所述转炉冶炼采用顶底复合吹炼工艺。
5.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述结构钢铸坯的厚度为200mm-400mm，所述结构钢铸坯的宽度为1800mm-2400mm，所述结构钢铸坯的展宽比为1-1.6。
6.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述加热的温度为1130℃-1170℃，所述加热的时间为200min-500min。
7.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述轧制采用两阶段控轧工艺，所述两阶段控轧工艺的粗轧的开轧温度为1050℃-1100℃，所述两阶段控轧工艺的粗轧的最大压下率≤20％；粗轧后钢坯的待温厚度为1.5-2.5倍成品钢的厚度。
8.根据权利要求7所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述两阶段控轧工艺的精轧的开轧温度为840℃-870℃，所述两阶段控轧工艺的精轧的终轧温度为790℃-830℃。
9.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的终冷温度为560℃-600℃。
10.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的冷却速度为10℃/s-20℃/s。
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Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20130213184A1 (en) * | 2010-10-26 | 2013-08-22 | Anatoly Alexeevich Kuznetsov | Process For Making Low and Specified Hardenability Structural Steel |
| CN108060349A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-22 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种高强韧性桥梁结构钢Q550qFNH中厚板及其生产方法 |
| CN111519097A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-11 | 首钢集团有限公司 | 一种460MPa级结构钢及其制备方法 |
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