專利名稱：：建筑用鋼及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種建筑用低合金鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
：建筑用鋼是近年來(lái)開發(fā)研制的具有耐高溫性能的低合金鋼品種，它對(duì)于建立自身具有防范火災(zāi)效果的結(jié)構(gòu)建筑起決定性作用。據(jù)檢索，目前國(guó)際上開發(fā)研制的建筑用鋼，如專利號(hào)為JP2001049338的日本專利"防火可焊耐侯鋼"，韓國(guó)浦項(xiàng)專利號(hào)為19980039060的"抗拉58Kg建筑用鋼"所公開的專利，雖然達(dá)到了600°C1-3小時(shí)內(nèi)屈服強(qiáng)度下降不低于其常溫的2/3，甚至達(dá)到了700°C1-3小時(shí)內(nèi)屈服強(qiáng)度下降不低于其常溫的2/3，但其耐60(TC高溫的建筑用鋼不控制生產(chǎn)工藝和屈服比，合金含量高，造價(jià)昂貴，不易于焊接。耐70(TC高溫的建筑用鋼雖然在生產(chǎn)工藝方面有所控制，但沒(méi)有控制碳當(dāng)量和屈強(qiáng)比，造價(jià)昂貴，并且屬于58kg級(jí)建筑用鋼，不適應(yīng)國(guó)內(nèi)建筑用鋼的市場(chǎng)。在國(guó)內(nèi)建筑用鋼一般均采用GB700規(guī)定的Q235級(jí)鋼和GB/T1591規(guī)定的Q345級(jí)鋼，該類鋼的不足之處在于當(dāng)溫度達(dá)到35(TC時(shí)即軟化，不具備耐高溫性能。專利申請(qǐng)?zhí)枮?1133562.9公開的建筑用鋼，雖然達(dá)到了600°C1-3小時(shí)內(nèi)屈服強(qiáng)度下降不低于其常溫的2/3，但是由于鋼板軋后需經(jīng)正火+回火處理，因此導(dǎo)致鋼板成本高，價(jià)格昂貴，仍不能滿足國(guó)內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)用鋼市場(chǎng)的需求。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種建筑用鋼及制造方法，該鋼是通過(guò)采用先進(jìn)的軋制工藝，控制碳當(dāng)量、合金含量及屈強(qiáng)比，使其成份優(yōu)化，綜合性能優(yōu)良，并利用工藝控制和建筑用合金配比來(lái)實(shí)現(xiàn)耐大氣腐蝕，且易于焊接的高性能建筑用鋼，以滿足國(guó)內(nèi)安全防火的建筑結(jié)構(gòu)用材的需求。本發(fā)明提供的建筑用鋼是以C、Si、Mn、Cr、Mo、Cu、Nb、V合金元素為主，附加Ni、Ti、A1、B、RE微量元素。其化學(xué)成份含量(wt%)為C0.01-0.15，SiO.05-0.50，Mn0.50-1.20，P《0.030，S《0.015，Cr0.30-0.60，Mo0.20-0.50，CuO.25-0.50，Nb0.01-0.04，V0.02-0.05，Ni《0.20，Ti《0.015，Al《0.045，B《0.0035，RE(加入量)0.02-0.20，其余為Fe。其中各合金元素的主要作用在于C:為保證建筑用鋼可焊，并達(dá)到GB700規(guī)定的Q235級(jí)鋼和GB/T1591規(guī)定的Q345級(jí)鋼強(qiáng)度要求，C含量要求0.01X-0.15%;Si:為保證建筑用鋼可焊及強(qiáng)度要求，Si要求不大于O.50X，但是Si小于0.05X降低了建筑用鋼常規(guī)強(qiáng)度，因此，其下限不低于0.05%。Mn:Mn含量高于1.2%不利于焊接，但Mn太低對(duì)后部軋制的控制不起作用，故Mn含量控制O.50%-1.20%。P、S為鋼中有害元素控制越低越好，通常P、S《0.015%。Cr:Cr是提高鋼的高溫性能的主要元素，當(dāng)Cr含量超過(guò)0.30%時(shí)，具有耐大氣腐3蝕的作用，特別是與Mo配合加入，既提高鋼的高溫性能，也提高鋼的耐鹽霧腐蝕的能力。最佳合金配比為0.40%《Cr+Mo+Nb+V《1.00%。Mo:Mo是建筑用鋼實(shí)現(xiàn)建筑用所必加的元素。當(dāng)要求在600°C1-3小時(shí)屈服強(qiáng)度不低于其常溫的2/3時(shí)，Mo含量必須大于0.20%;與Cr同時(shí)加入時(shí)，Mo的上限超過(guò)0.40%無(wú)意義。當(dāng)Mo不與Cr同時(shí)加入時(shí)，Mo的上限應(yīng)提高到O.50%。Cu:鋼中Cu的加入是為了進(jìn)一步提高鋼的強(qiáng)度和耐大氣腐蝕能力。Cu的含量超過(guò)0.50%將導(dǎo)致鋼材表面產(chǎn)生裂紋；低于0.25%，耐大氣腐蝕效果減低。Ni:Ni的加入是為了減輕由于加Cu而引起的鋼材表面裂紋，同時(shí)Ni也具有一定的耐大氣腐蝕的能力。其最大含量不超過(guò)0.20%為宜。在建筑用鋼生產(chǎn)中，Nb、V、Ti、B、Als、RE至少應(yīng)兩種以上同時(shí)加入。其中Nb、V加入量應(yīng)分別控制在O.01%-0.04%和0.02%-0.05%，Ti《0.015，B《0.0035，A1《0.045，RE(加入量)O.02%-0.20%。Ceq:對(duì)于40mm以下的鋼板要求Ceq《0.43%，而對(duì)于40mm以上的鋼板要求Ceq《0.45%是考慮到建筑用鋼場(chǎng)地施焊的特點(diǎn)而界定的，碳當(dāng)量按照Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)計(jì)算。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，在制造工藝方面采用控制軋制+控制冷卻工藝，將鋼坯加熱至1100-130(TC進(jìn)行控制軋制，即在IOO(TC以上，壓下量^40%，其余軋制量在930°C以下完成，終軋溫度控制在840°C-890°C?？刂评鋮s工藝為16mm以下薄鋼板采用熱軋空冷工藝；16mm以上厚鋼板軋后以4°C/S-20。C/S的速度，從800°C-830。C冷卻至650。C，然后空冷。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、按本發(fā)明提供的建筑用鋼形成了Q235Q345強(qiáng)度系列，以及Mn-Mo、Cr-Mo-Nb系列Q235級(jí)和Mo-Nb、Cr-Mo-Nb-Cu、Cr-Mo-Nb-V系列Q345級(jí)建筑用鋼，滿足了建筑市場(chǎng)多層次要求。2、本發(fā)明嚴(yán)格控制了碳當(dāng)量(Ceq)，焊接性能優(yōu)良的低價(jià)位建筑用鋼，能夠滿足建筑鋼結(jié)構(gòu)手工和自動(dòng)焊接等場(chǎng)地施焊的要求。3、本發(fā)明具有良好的綜合性能。負(fù)溫度沖擊達(dá)到C、D、E級(jí)等級(jí)質(zhì)量。Z向性能達(dá)到Z35要求。4、本發(fā)明提高了鋼的建筑用極限。相當(dāng)于36b型鋼的焊接建筑用H型鋼梁與Q345鋼梁在裸鋼燒條件下，加載142KN，建筑用H型鋼建筑用極限達(dá)到36分鐘(870°C)，滿足了國(guó)家建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定的IV級(jí)防火達(dá)到30分鐘的要求。5、本發(fā)明附帶了耐大氣腐蝕性能，通過(guò)加入Cr、Mo、Cu、Ni、RE等能夠提高鋼的耐大氣腐蝕性能的元素，特別是當(dāng)這些元素復(fù)合加入時(shí)，更進(jìn)一步提高耐大氣腐蝕性能。6、本發(fā)明還具有抗震性能，試驗(yàn)證明，16mm以上鋼板屈強(qiáng)比不大于0.80。制成鋼結(jié)構(gòu)，具有吸收地震能量作用，故提高了鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明提供的配方及制造工藝生產(chǎn)建筑用鋼，其化學(xué)成分列入表l，相對(duì)應(yīng)的機(jī)械性能列入表2。4表1實(shí)施本建筑用鋼的化學(xué)成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>※RE按加入量表2實(shí)施本建筑用鋼的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種建筑用鋼，是以C、Si、Mn、Cr、Mo、Cu、Nb、V合金元素為主，附加Ni、Ti、Al、B、RE微量元素，其化學(xué)成分(按重量％)為C0.01-0.15，Si0.05-0.50，Mn0.50-1.20，P、S≤0.015，Cr0.30-0.60，Mo0.20-0.50，Cu0.25-0.50，Nb0.01-0.04，V0.02-0.05，Ni≤0.20，Ti≤0.015，Al≤0.045，B≤0.0035，RE(加入量)0.02-0.20，其特征在于采用控制碳當(dāng)量和合金含量配比來(lái)實(shí)現(xiàn)成分優(yōu)化，即鋼中的碳當(dāng)量按Cep＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(％)計(jì)算公式控制，厚度在40mm以下的鋼板Cep≤0.43％；厚度在40mm以上的鋼板Cep≤0.45％；合金含量的配比按照0.4％≤Cr+Mo+Nb+V≤1.00％控制。2.—種建筑用鋼的制造方法，其特征是，采用控制軋制+控制冷卻工藝，即鋼在IOO(TC以上軋制，壓下量^40%，其余軋制量在930°C以下完成，終軋溫度在840°C890°C，軋后控制冷卻工藝為16mm以下薄鋼板軋后空冷；16mm以上厚鋼板軋后以4°C/s20°C/s的速度，從80(TC83(TC冷卻到65(TC，然后空冷。全文摘要本發(fā)明提供了一種建筑用鋼及制造方法。該鋼是以C、Si、Mn、Cr、Mo、Cu、Nb、V合金元素為主，附加Ni、Ti、Al、B、RE微量元素。通過(guò)控制碳當(dāng)量、合金含量及屈強(qiáng)比，結(jié)合先進(jìn)的控軋空冷工藝，從而獲得成份優(yōu)化，綜合性能優(yōu)良，并同時(shí)具有耐高溫、抗腐蝕、防地震及易焊接的高性能Q235～Q345強(qiáng)度系列，以及Mn-Mo、Cr-Mo-Nb系列Q235級(jí)和Mo-Nb、Cr-Mo-Nb-Cu、Cr-Mo-Nb-VQ345級(jí)建筑用鋼系列建筑用鋼。試驗(yàn)表明，在870℃裸鋼燒條件下，加載142KN，H型鋼建筑用極限達(dá)到36分鐘，滿足了國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)安全防火的建筑結(jié)構(gòu)用材的需求。文檔編號(hào)C22C38/54GK101748340SQ200810230050公開日2010年6月23日申請(qǐng)日期2008年12月20日優(yōu)先權(quán)日2008年12月20日發(fā)明者高海虹申請(qǐng)人:高海虹