CN113652613A - 一种建筑用材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用材料及其制备方法，按重量百分比计，包括以下成分：0.04≤C≤0.09，0.015≤P≤0.025，0.007≤S≤0.009，0.03≤Al≤0.045，0.18≤Mo≤0.21,0.025≤Nb≤0.045，0.02≤V≤0.035，0.009≤Ti≤0.012，0.002≤N≤0.004，0.6≤Mn≤1.1，0.25≤Si≤0.35，0.3≤Cr≤0.6，其余为Fe。制备包括将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1100～1160℃进行保温1.5～3h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为2～3℃/s降温至825～830℃，并在该温度保温2～3h后进行二次轧制，得到厚度为10～15mm厚的合金板；然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理得到建筑用材料。本发明建筑用材料具有优异的力学性能。

Description

一种建筑用材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑用材料技术领域，具体涉及一种建筑用材料及其制备方法。
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。为了增强钢材的防火性能，现有的方法是在钢材表面喷涂耐火涂层，耐火涂层的厚度较后，不仅增加了钢结构的重量，而且增加了建筑成本，在实际使用过程中，较厚的耐火涂层易发生龟裂剥落，进而影响钢结构的防火性能。提高钢材本身的耐火性能，才能有效满足钢结构建筑的防火安全性能要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑用材料，按重量百分比计，包括以下成分：0.04≤C≤0.09，0.015≤P≤0.025，0.007≤S≤0.009，0.03≤Al≤0.045，0.18≤Mo≤0.21,0.025≤Nb≤0.045，0.02≤V≤0.035，0.009≤Ti≤0.012，0.002≤N≤0.004，0.6≤Mn≤1.1，0.25≤Si≤0.35，0.3≤Cr≤0.6，其余为Fe。
本发明的另一目的是提供一种建筑用材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1100～1160℃进行保温1.5～3h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为2～3℃/s降温至825～830℃，并在该温度保温2～3h后进行二次轧制，得到厚度为10～15mm厚的合金板。
S2：然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理：
S2-1：将温度升至955～980℃，在该温度下保温30～45min，然后随炉冷却至750～760℃保温45～60min，随炉冷却至550℃，备用。
S2-2：将步骤S2-1中的金属板在500～530℃的亚硝酸盐浴中进行等温热处理，保温45～60min后，出炉在空气中冷却至室温。
作为优选方案，上述步骤S2-1所述的降温速率为1～1.5℃/min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
Mo元素是建筑用钢材中必需元素，但是由于其是一种贵金属元素，易造成成本高，本发明中，采用低Mo元素，采用Nb、V、Ti三种金属元素来保证该建筑用金属材料的性能；同时两阶段热处理工艺，提高建筑用钢材中贝氏体组织发生相变作用，进而提高建筑用材料的强度。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的建筑用金属材料的显微组织图谱。
具体实施方式
下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
实施例1
一种建筑用材料的制备方法，按重量百分比计，包括以下成分：C＝0.04，P＝0.015，0.007＝S，0.03＝Al，0.18＝Mo,0.025＝Nb，0.02＝V，0.009＝Ti，0.002＝N，0.6＝Mn，0.25＝Si，0.3＝Cr，其余为Fe。
具体包括以下步骤：
S1：将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1100℃进行保温1.5h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为2℃/s降温至825℃，并在该温度保温2h后进行二次轧制，得到厚度为10mm厚的合金板。
S2：然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理：
S2-1：将温度升至955℃，在该温度下保温30min，然后随炉以降温速率为1℃/min冷却至750℃保温45min，随炉冷却至550℃，备用。
S2-2：将步骤S2-1中的金属板在500℃的亚硝酸盐浴中进行等温热处理，保温45min后，出炉在空气中冷却至室温。
实施例2
一种建筑用材料的制备方法，按重量百分比计，包括以下成分：C＝0.09，P＝0.025，S＝0.009，Al＝0.045，Mo＝0.21,Nb＝0.045，V＝0.035，Ti＝0.012，N＝0.004，Mn＝1.1，Si＝0.35，Cr＝0.6，其余为Fe。
具体包括以下步骤：
S1：将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1160℃进行保温3h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为3℃/s降温至830℃，并在该温度保温3h后进行二次轧制，得到厚度为15mm厚的合金板。
S2：然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理：
S2-1：将温度升至980℃，在该温度下保温45min，然后随炉以降温速率为1.5℃/min冷却至760℃保温60min，随炉冷却至550℃，备用。
S2-2：将步骤S2-1中的金属板在530℃的亚硝酸盐浴中进行等温热处理，保温60min后，出炉在空气中冷却至室温。
实施例3
一种建筑用材料的制备方法，按重量百分比计，包括以下成分：0.06＝C，0.02＝P，0.008＝S，0.035＝Al，0.19＝Mo,0.032＝Nb，0.025＝V，0.01＝Ti，0.003＝N，0.8＝Mn，0.30＝Si，0.4＝Cr，其余为Fe。
具体包括以下步骤：
S1：将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1130℃进行保温2h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为2.3℃/s降温至827℃，并在该温度保温2.5h后进行二次轧制，得到厚度为12mm厚的合金板。
S2：然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理：
S2-1：将温度升至960℃，在该温度下保温35min，然后随炉以降温速率为1.2℃/min冷却至755℃保温50min，随炉冷却至550℃，备用。
S2-2：将步骤S2-1中的金属板在510℃的亚硝酸盐浴中进行等温热处理，保温50min后，出炉在空气中冷却至室温。
实施例4
一种建筑用材料的制备方法，按重量百分比计，包括以下成分：C＝0.08，P＝0.023，S＝0.009，Al＝0.04，Mo＝0.2,Nb＝0.040，V＝0.030，Ti＝0.011，N＝0.004，Mn＝1.0，Si＝0.32，Cr＝0.5，其余为Fe。
具体包括以下步骤：
S1：将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1150℃进行保温2.5h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为2.8℃/s降温至828℃，并在该温度保温3h后进行二次轧制，得到厚度为13mm厚的合金板。
S2：然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理：
S2-1：将温度升至970℃，在该温度下保温40min，然后随炉以降温速率为1.4℃/min冷却至758℃保温55min，随炉冷却至550℃，备用。
S2-2：将步骤S2-1中的金属板在520℃的亚硝酸盐浴中进行等温热处理，保温55min后，出炉在空气中冷却至室温。
性能测试：根据标准《GB/T 28415—2012》对实施例1～4中的建筑用材料进行力学性能测试，其结果如表1所示，
表1.测试结果：
Figure BDA0003219276510000041
从表1中可以看出，本发明实施例1～4制备的建筑用金属材料具有优异的力学性能，均能够达到建筑金属材料的性能要求。

Claims (3)

1.一种建筑用材料，其特征在于，按重量百分比计，包括以下成分：0.04≤C≤0.09，0.015≤P≤0.025，0.007≤S≤0.009，0.03≤Al≤0.045，0.18≤Mo≤0.21,0.025≤Nb≤0.045，0.02≤V≤0.035，0.009≤Ti≤0.012，0.002≤N≤0.004，0.6≤Mn≤1.1，0.25≤Si≤0.35，0.3≤Cr≤0.6，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种建筑用材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将配料好的合金元素采用真空冶炼，浇铸得到成钢坯，然后将钢坯加热到1100～1160℃进行保温1.5～3h，然后在该温度下进行一次轧制，然后以降温速率为2～3℃/s降温至825～830℃，并在该温度保温2～3h后进行二次轧制，得到厚度为10～15mm厚的合金板；
S2：然后将金属板放置在加热炉中，进行两阶段热处理：
S2-1：将温度升至955～980℃，在该温度下保温30～45min，然后随炉冷却至750～760℃保温45～60min，随炉冷却至550℃，备用；
S2-2：将步骤S2-1中的金属板在500～530℃的亚硝酸盐浴中进行等温热处理，保温45～60min后，出炉在空气中冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的一种建筑用材料的制备方法，其特征在于，步骤S2-1所述的降温速率为1～1.5℃/min。
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