[发明专利]屈服强度100MPa级抗震建筑钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑用钢，具体地指一种屈服强度100MPa级抗 震建筑钢及其生产方法。

背景技术

随着钢结构建筑事业的发展，尤其是高层、超高层钢结构建 筑的迅速增加，使得提高钢结构的抗震性能成为保证建筑安全的 必要措施之一。在钢结构建筑耐震设计中，可以通过钢结构的塑 性变形吸收地震产生的能量，这就要求钢材有较好的塑性变形能 力以及较低的屈服强度和良好的伸长率。国内外建筑界已开始考 虑将建筑用钢抗震性能纳入建筑规范。

在本发明以前，国内外已公开的关于低屈服强度钢的专利报 道较少。在2008年第37卷第6期《热加工工艺》中，《低屈服点 钢的发展及应用》一文介绍了目前低屈服点钢发展及应用概况。 在2008年第37卷第22期《热加工工艺》中，《抗震用极低屈服 点钢组织和性能研究》一文介绍了宝钢实验室研制的屈服强度 100MPa级的极低屈服点钢的组织及性能。该钢采用500kg真空炉 冶炼，化学成分的重量百分比为：C≤0.01、Si≤0.02、Mn： 0.05～0.10、P≤0.010、S≤0.006、Al：0.01～0.05、N≤0.005、Ti≤0.10， 钢板轧后采用700℃模拟卷取处理。但是由于该钢的C含量偏高， 造成钢产品的韧性和焊接性能不好，同时该钢的Si、S、N等杂质 含量偏高，对钢的强度和韧性以及耐候性能都产生影响。

在日本KOBE STEEL LTD申请的专利(JP19950283309)“LOW YIELD POINT THICK STEEL PLATE”中，公开了一种低屈服点厚 钢板，其化学成分的重量百分比为：C：0.001～0.030、Si：0.01～0.50、 Mn：0.10～1.00、Al：0.02～0.05，另外还可以含有 Cu/Ni/Cr/Mo/V/Nb/Ti中的一种、两种或以上，以及0.001～0.005 的Ca，余量为Fe及不可避免的杂质。该钢屈服强度低于150MPa， 且对钢板晶粒直径和碳当量(Ceq)之间的关系做了严格限定。但 是，该钢是通过加入大量合金元素来调节钢材的性能，其化学成 分复杂，生产合金化成本高。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种屈服强度100MPa级抗震建筑 钢及其生产方法。该钢具有屈服强度低、延伸率高、抗冲击性能 优良的特点，并且其生产工艺流程简单、生产成本低。

为实现上述目的，本发明所设计的屈服强度100MPa级抗震 建筑钢，其化学成分按重量百分数计为：C≤0.002、Si≤0.01、 Mn≤0.10、P≤0.010、S≤0.005、Mg：0.002～0.007、Ti：0.020～0.070、 Nb：0.010～0.020、N：0.001～0.003、Al≤0.050，其余为Fe及不 可避免的夹杂。

本发明屈服强度100MPa级抗震建筑钢的生产方法，按通常 超纯净钢工艺进行生产，包括铁水脱硫、转炉吹炼、真空处理、 连铸、热轧、冷却的步骤，其特殊之处在于：

所述真空处理步骤中，添加Mg合金进行合金化处理，使钢 中组分满足所述重量百分比的要求；

所述热轧步骤中，钢坯加热温度控制在1200～1230℃，加热 速率控制在8～14min/cm，开轧温度控制在1100～1200℃，控轧末 三道累计压下率30～50％，终轧温度控制在850～890℃。

进一步地，所述冷却处理步骤之后还设有退火处理步骤，退 火温度控制在830～880℃，保温时间控制在(30～40)min+板厚 (mm)×1min/mm，退火完毕后再重复冷却处理的步骤。

更进一步地，所述冷却处理步骤中，采用加防护罩冷却或堆 垛冷却的方式缓慢冷却至室温。

以下就本发明屈服强度100MPa级抗震建筑钢的化学成分及 其生产方法进行分析说明：

C是钢中提高强度的主要元素之一，对钢的强度、延伸率和 冲击韧性影响较大。本发明的抗震建筑钢屈服强度、抗拉强度低， 且屈服强度范围窄，其C的重量百分含量控制为不高于0.002。

Si和Mn在钢中具有固溶强化作用，尤其当C含量在较低范 围时，二者对强度的影响就较为明显。对于低屈服强度钢来说需 进一步控制Si、Mn元素含量，本发明的Si、Mn的重量百分含量 分别控制在0.01、0.10以下。