[发明专利]一种Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢及其制造方法，属于建筑结构用钢技术领域，采用低C设计，采用Ni、Cu耐蚀元素合金化，耐火性主要通过室温贝氏体组织控制和遇火高温析出纳米Cu粒子共同保障。其组成为：C：0.01～0.03wt.％、Si：0.10～0.30wt.％、Mn：0.10～0.50wt.％、Ni：3.00～5.00wt.％、Cu：0.80～1.50wt.％、Ti：0.010～0.030wt.％、Al：0.015～0.035wt.％、P：<0.015wt.％、S：<0.010wt.％，其余为Fe和不可避免的杂质。制造方法采用转炉或电炉冶炼，铸造采用连铸或模铸。上述高强耐火耐蚀钢可用于钢结构建筑。

技术领域

本发明属于建筑结构用钢技术领域，特别涉及一种Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢及其制造方法。

背景技术

钢结构建筑具有重量轻、施工快、空间大和舒适美观等优点。然而，首先，普通结构用钢的耐候性欠佳，往往需要涂刷防腐涂层，特别是沿海或岛礁恶劣的海洋大气腐蚀环境，钢结构建筑的防腐维护成本较大，甚至难度很大。其次，普通钢结构防火性能差，350℃以上的屈服强度陡降，高温承重能力不足。因此消防安全要求对钢结构附加防火结构或防火涂层对其进行保护，以便获得火灾逃生时间。防腐、防火涂层和防火结构的添加，不仅增加施工难度、延长工期、增加建筑成本，而且对环境造成污染。因此，发展耐候或耐蚀、耐火功能复合化的建筑结构用钢成为必然趋势。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明的目的在于提供一种Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢及其制造方法，采用低C设计，采用Ni、Cu耐蚀元素合金化，耐火性主要通过室温贝氏体组织控制和遇火高温析出纳米Cu粒子共同保障。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢，组成为：C：0.01～0.03wt.％、Si：0.10～0.30wt.％、Mn：0.10～0.50wt.％、Ni：3.00～5.00wt.％、Cu：0.80～1.50wt.％、Ti：0.010～0.030wt.％、Al：0.015～0.035wt.％、P：<0.015wt.％、S：<0.010wt.％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，组成为：C：0.015～0.026wt.％、Si：0.24～0.25wt.％、Mn：0.28～0.45wt.％、Ni：3.55～4.45wt.％、Cu：0.92～1.45wt.％、Ti：0.021～0.025wt.％、Al：0.021～0.023wt.％、P：<0.015wt.％、S：<0.010wt.％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，高强耐火耐蚀钢的微观组织中，贝氏体的体积百分比为80％-100％。

室温下，Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢的抗拉强度为500-700MPa，屈服强度为390-560MPa，延伸率为21.0-25.0％，屈强比为0.77-0.82。

600℃下，Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢的抗拉强度为330-440MPa，屈服强度为260-360MPa，延伸率为19.0-23.0％；

Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢的-40℃冲击功Akv为250-300/J。

本发明还提供了一种Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢的制造方法，用于制造上述Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢，包括如下步骤：

步骤1：将连铸坯或铸锭加热，均热，得到均热后的钢坯；

步骤2：对均热后的钢坯进行粗轧和精轧，得到精轧后的钢坯；

步骤3：对精轧后的钢坯进行喷水快速层流冷却，终冷返红温度为500℃以下，层流冷却速度大于10℃/s，随后空冷至室温，获得贝氏体和马氏体组织，使室温钢板获得过饱和固溶铜，得到Cu析出增强型高强耐火耐蚀钢。