[发明专利]一种低成本低屈服强度抗震用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本低屈服强度抗震用钢及其生产方法。

背景技术

抗震设计主要是通过合理分配地震的惯性力和能量来降低地震的损害。目前抗震技术分为两种：传统结构抗震技术和耗能抗震技术。传统结构抗震技术主要是通过建筑物柱梁的变形来吸收地震能以实现抗震的目的，要想提高建筑物的抗震级别就要求结构支撑构件尺寸做得越大越好，这样既增加建筑成本又影响建筑物的美观。耗能抗震技术是通过消能阻尼器吸收地震能，即该抗震装置先于其他结构件承受地震载荷作用，先发生屈服，依靠反复载荷滞后吸收地震能量，保护主体结构及建筑的安全。可见，耗能抗震技术已经成为现今抗震技术的发展趋势。

近年来全球范围内多处地方发生严重的地震灾害，随着对建筑抗震要求的逐渐提高，低屈服强度抗震用钢因其超低屈服强度、屈服范围窄、高延展性、高韧性和重复疲劳特性等特点而著称，具有良好的抗震性能，是耗能抗震设计中主要部件的制作材料，故此种钢材料必将在抗震领域发挥更加重要的作用。目前国内只有少数几家钢铁企业成功开发出该类钢种。

公开号为CN104233061A的专利公开了一种低温低屈服钢及其生产方法，通过超低碳和铌合金化的成分设计，配合适当的控轧控冷工艺生产厚度达到70mm的低屈服强度抗震用钢。但是，铌元素相对价格高、增加生产成本、且生产产品的厚度规格不大。

公开号为CN104561777A的专利公开了低温恶劣环境使用的225级低屈服强度钢及其生产方法，其以低C、低Mn为基础，加入了Ni、Nb、Ti等多种微合金元素，成分复杂且多种合金导致成本较高。

公开号为CN104233058A的专利申请公开了一种超低成本的低屈服点钢及其生产方法，该产品晶粒度较为粗大，且只有0℃的低温韧性的检验数据，不能用于更低温更恶劣的自然环境。

因此，由上可见在成分上、工艺上、性能上仍存在不同程度的缺点，现亟待开发出一种成本较低、冶炼难度小、工艺简单的低屈服强度钢及其生产方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本低屈服强度抗震用钢板；并提供一种超低成本、满足更高性能要求的低屈服强度钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低成本低屈服强度抗震用钢，所述抗震用钢由下述重量百分含量的化学成分组成：C≤0.05%，Si≤0.05%，Mn≤0.60%，P≤0.010%，S≤0.005%，Ti：0.015～0.035%，Alt：0.020～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述成品钢板的厚度≤80mm。

本发明还提供一种低成本低屈服强度抗震用钢板的生产方法，其过程包括冶炼、连铸、加热、控轧控冷轧制、热处理工序。

本发明所述控轧控冷轧制过程采用Ⅱ阶段轧制：Ⅰ阶段轧制温度为1050～1200℃；Ⅱ阶段的开轧温度为850～880℃，终轧温度为780～840℃。

本发明在所述热处理工序中，加热温度控制在890～910℃，加热时间根据钢板厚度保温30～160min。

本发明所述控轧控冷轧制工序中，Ⅰ阶段中，单道次压下率≥15%，Ⅰ阶段累计压下率为55～88%，晾钢厚度为1.5～2.0T，T为成品的毫米厚度（即Ⅱ阶段轧制后的钢板厚度）；Ⅱ阶段中，单道次压下率≥9%；两个阶段的轧制总道次控制在8～12道次。

本发明所述控轧控冷轧制工序中，轧后冷却过程采用ACC冷却，冷却速度为3～7℃/s，上下水比控制在1:1.2～1:1.9，钢板返红温度650～700℃。

本发明所述连铸工序中连铸坯厚度规格为350mm。

本发明所述加热工序中，加热温度为1200～1250℃，加热系数10～12min/cm，均热段在炉时间≥30min。

本发明方法的原理为：本发明在低C、低Mn的基础上，单加适量微合金元素Ti，其它微合金元素和稀土元素不额外加入（少量存在则认为是残余），主要考虑Ti是强烈的铁素体形成元素，Ti也是强脱氧剂，使钢中生成较多Ti的氮化物或碳化物。该Ti的碳、氮化物的存在，可以在后期的轧制和热处理过程中阻止奥氏体晶粒的长大，从而改善钢的强度和冲击韧性。并且钛的氮化物或碳化物的存在还可以通过阻止热影响区的晶粒长大，进而有效提高焊接性能。