[发明专利]屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度建筑用钢生产领域，特别涉及一种屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢及其制备方法。

背景技术

由于钢结构符合发展省地节能建筑和低碳经济可持续发展的要求，在高层建筑、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥其自身优势，目前，美国、日本等国钢结构用钢量已超过钢材消费量的35％，钢结构建筑面积已超过建筑总面积的40％以上；而一般国家钢结构用钢量的比例也达到了10％左右。而我国钢结构建筑用钢占钢材消费总量的比例为5％～6％，且88％为Q345以下级别，目前我国建筑用钢总体处于消费结构不合理、品种规格不配套、综合性能偏低的状况，特别在抗震、耐候、耐火、特殊规格等高性能建筑用钢产品研发和应用方面，尚不能满足国家低碳经济发展战略的需求，所以必须加快建筑用钢品种优化与更新换代的步伐。

通常，建筑用钢要承受较高的载荷，针对其抗震性更是要求强韧度、塑性达到最佳配合。在严酷的变形负荷下，建筑用钢的塑性变形一致性是关键，而提高塑性变形性能的有效方法是降低钢的屈强比。但屈强比太低势必会损失强度，造成材料浪费，而单一地提高强度又会使屈强比增大，所以合理的强韧度、塑性配合是提高建筑用钢过载抗力的保证。当钢板屈服强度波动较小时(此处屈服强度波动较小指的是不同块钢板的屈服强度值相差不大，一般在120MPa内)，钢结构间的载荷与变形比较均匀，提高了钢结构整体的塑性变形能力，有利于提高抗震安全性。因此建筑用钢板在保证其强度要求下还应该保持其波动范围不能过大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢及其制备方法，能够实现建筑用钢板在保证其强度的要求下还能保持其波动范围不大。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢，该结构钢按质量百分比由以下化学成分组成：C 0.07～0.12％，Si 0.1～0.25％，Mn 1.3～1.6％，P≤0.015％，S≤0.010％，V 0.04～0.06％，Nb 0.02～0.04％，Ti 0.015～0.03％，Cr 0.4～0.6％，B 0.001～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

优选地，在上述屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢中，所述结构钢的碳当量Ceq≤0.45，焊接裂纹敏感指数Pcm≤0.23。

优选地，在上述屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢中，所述结构钢的屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥785MPa，屈强比≤0.83。

优选地，在上述屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢中，C 0.08～0.11％，Si 0.12～0.14％，Mn 1.47～1.5％，P≤0.012％，S≤0.005％，V 0.05～0.06％，Nb 0.02～0.03％，Ti 0.015～0.026％，Cr 0.40～0.42％，B 0.001～0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

制备上述屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢的方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制以及冷却步骤，其中：

所述轧制步骤中，将加热后的连铸坯进行两阶段控制轧制，第一阶段轧制的开轧温度为1050℃～1100℃，轧制9-11道次，道次压下率≥15％，所述第一阶段轧制后的轧件厚度为成品厚度的2-3倍；第一阶段轧制后待温到900℃～950℃进行第二阶段轧制，轧制6-10道次，累计压下率>50％；最终得到轧制后的结构钢；

所述冷却步骤中，是采用分段冷却的方式对所述轧制后的结构钢进行冷却，首先将所述轧制后的结构钢空冷至670℃～720℃，然后水冷至280℃～350℃，再空冷至室温。

优选地，在上述制备方法中，在所述轧制步骤中，所述第一阶段轧制的终轧温度为980-1040℃。

优选地，在上述制备方法中，在所述加热步骤中，加热温度为1180℃～1220℃，保温时间为70-150min。

优选地，在上述制备方法中，所述保温时间为90min～120min。

优选地，在上述制备方法中，在所述轧制步骤中，所述第二阶段轧制的终轧温度850～900℃。

分析可知，本发明公开一种屈服强度高于630MPa的建筑用结构钢及其制备方法，本发明的结构钢能够承受较高的载荷，且强韧度和塑性达到较好的配合，满足了建筑用结构钢过载抗力的要求，结构钢屈服强度波动较小，钢结构间的载荷与变形比较均匀，提高了结构钢整体的塑性变形能力，有利于提高抗震安全性。

附图说明