本发明专利技术公开了一种低成本490MPa级建筑结构用耐火钢板及其制造方法，其化学成分为：C0.03％～0.09％、Si0.10％～0.38％、Mn0.55％～1.50％、Nb0.011％～0.039％、Ti0.012％～0.050％、Als0.007％～0.045％、Cr0.12％～0.49％、Cu0.10％～0.40％，B0.0008％～0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质，钢中的杂质元素控制在P≤0.016％，S≤0.006％，[N]≤0.0040％，[O]≤0.0030％。其钢坯加热到温度1150～1270℃，加热时间为钢板厚度60～110秒/厘米；第一阶段轧制钢板表面除磷后开始，终轧温度控制在不小于960℃；第二阶段开始温度960～840℃，再结晶区积累变形量大于55％，终轧温度720～880℃；在终轧和冷却之间需保留20～100秒；开始冷却为680～840℃，终冷为650～420℃；快速堆垛缓冷保温，堆垛温度600～300℃，保温时间8～16小时。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及一种抗拉強度490MPa级别建筑结构用耐火钢板及其制造方法。
技术介绍
耐火钢(FR钢)其耐热温度为600°C以上(一般钢材仅为350°C以下)使用这种钢材对可燃物较少且空间较大的建筑物和体育馆、博物馆等有可能不用防火涂料，节省大量投资。美国“911”事件发生后，世界各国对于建筑物、特别是高层建筑结构的耐火性能提出了迫切而严格的要求。因此建筑用高性能耐火钢板成为近年来研究开发的热点。日本是建筑钢结构发展最快，新钢材、新技术开发最先进、应用范围最广的国家，其建筑领域所用的钢材约占普通钢的30%左右，是日本钢材用量最大的领域。日本耐火钢 的研究开发工作引人处于世界领先地位，主要产品为板材和H型钢。中国从20世纪90年代末开始从事耐火钢方面的研究。马钢、鞍钢、宝钢和武钢等钢厂先后研发了耐火钢，由于耐火钢中的主要合金元素是高Mo，导致耐火钢的成本较高，影响了耐火钢的大量推广和使用。国际国内有关490N/mm2级别建筑结构用耐火钢板及制造方法已经形成多项专利，例如以下5个专利专利1，鞍钢申请的专利申请号为CN03111076. 2的“耐火钢及其制造方法”，该专利技术性能已经达到耐火钢的性能要求，但合金设计中存在V、RE、Ni以及较高水平的Mo元素，这样难以控制耐火钢合金成本。专利2，武钢提供一种专利申请号为CN011335629的“耐火钢及其生产方法”，该钢虽然达到了 600°C I 3小时内屈服強度下降不低于其常温的2/3，但是也存在不控制碳当量和屈強比的弊端，且合金含量高，价格昂贵，不能满足国内建筑用钢市场的需求。专利3，日本新日铁钢铁公司申请的专利号为JP2000256791的专利技术专利“ Lowyield ratio type fire resistant hot rolled steel sheet and its and itsproduction"中所公开的低屈強比带钢，其钢的化学成分按质量百分比为0. 01 0. 1C，0.05 0. 8Si，0. 5 1.5Mn，0. 3 1.5Mo，0. 005 0. 05Nb，0. 02 0. 1V，0. 0003 0. 0025B，该钢种屈强比小于0. 8，并且焊接性能良好，但耐火性能较差Rel(6Qcrc)/Rel(3iS)< 2/3。专利4，新日本制铁株式会社渡部义之、植森龙治等人2008年I月专利技术的申请号为JP060601/2005 “焊接性和气割性优良的高强度耐火钢及其制造方法”的专利，公开了ー种耐火钢及其制造方法，其钢的化学成分按质量百分比为0. 04 0. 14C，0. 05以下Si，0. 5 2. OMn,0. 3 0. 7Mo，0. 01 0. 05Nb，0. 06 以下 Α1，0· 05 I. ONi,0. 05 I. OCu,0. 0005 0. 010REM，钢种加工エ艺为钢坯或铸坯加热到1100 1300°C的温度，接着在800 950°C的温度下进行轧制后，以比该轧制结束时的温度低150°C或750°C之中较高的ー个温度以上的温度进行直接淬火，接着在Acl以下的温度进行回火处理，或轧制后再次加热到900 950°C的温度进行淬火，然后在Acl以下的温度进行回火处理。该钢种应用了Mo、Cu、Ni、REM等贵重合金増加了合金成本，复杂的生产エ艺提高了生产成本，无疑对钢厂生产设备提出了较高的要求。并且从所有专利查新得到，其专利技术专利低温韧性要求都为O -20°c，不能满足北方低温地区用户使用要求。由以上对比专利可知，目前490N/mm2级别建筑结构用耐火钢板的生产存在以下不足(I)最重要因素钢板合金设计中Mo等贵重元素含量较高，増加了合金成本，难以普及应用；(2)耐火性差难以满足建筑耐火性能设计要求； (3)大部分需要配合复杂轧制エ艺或采用淬火、回火等热处理工艺，生产成本较闻;(4)普遍采用轧后控冷的生产方式，钢板容易变形；(5)屈服強度变化范围较大，部分钢种不控制屈強比，这不利于减震结构的设计和制造；(6)低温韧性要求基本为O -20°C难以满足北方低温地区冬季对钢结构的设计和施工需要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低成本490N/mm2级别建筑结构用耐火钢板及其制造方法，该钢板具有在600°C保温I 3小时屈服強度下降不低于常温状态的2/3 ;其屈强比Rel (或RpO. 2)/Rm彡O. 8，延伸率A%彡20% ;_20°C _40°C冲击韧性KV2 ^ 47J ;板型良好且生产エ艺简単。本专利技术钢化学成分以低C、无Mo、含B为基本特征，在本专利技术中，其化学成分范围按重量百分比为C0. 03% O. 09%, SiO. 10% O. 38%, MnO. 55% I. 50%, NbO. 011% O. 039%, TiO. 012% O. 050%, AlsO. 007% O. 045%, CrO. 12% O. 49%, CuO. 10% 0.40%, B0. 0008% O. 0020%，余量为Fe及不可避免的杂质。钢中的杂质元素控制在P 彡 O. 016%, S 彡 O. 006%, く O. 0040%, く O. 0030%。C :为了保证钢的強度需要O. 03%以上的C含量，同时为了保证钢的焊接性能和低温韧性，C的含量不宜超过O. 09%。Si :为了使钢的延伸性能以及保证可焊性，将Si的含量控制在小于O. 38%，但Si小于O. 10%降低了耐火钢强度，因此其下限不低于O. 10%。Mn =Mn的主要作用是固溶強化和脱氧，过多时会使强度过高，太低对后部轧制的控制不起作用，所以Mn含量控制在O. 55 % I. 50 %。P、S为钢中的有害元素含量控制越低越好，一般控制在P彡0.016 %，S彡 O. 006%。Nb和Ti、Al主要作用是抑制加热时晶粒长大，同时起固溶和析出強化的作用，Ti、Al配合脱氧可以减少强度的增加过多，增强Ti脱氧产物的有益作用。Cu的析出物有提高钢的高温强度和耐大气腐蚀性能，常规添加CuO. 10% O.40%。Mo Mo是钢种提闻耐火性能最有效的合金兀素，但Mo价格昂贵，导致耐火钢的成本较高。本专利技术通过合理的轧制及后续辅助エ艺，在满足性能的前提下完全取消Mo元素。Cr Cr对提高钢的高温性能有明显作用，并且含量超过O. 30%时具有耐大气腐蚀作用，并且与Mo复合作用更易于提高钢的耐火性能，也提高钢的耐盐雾腐蚀能力；过高的CrO. 60%以上无意义，只有增加合金成本，所以CrO. 49%为设计上限。B B是表面活性元素，容易偏聚于晶界处，对抑制先共析铁素体的形核及长大有较强作用，能抑制Υ-α相变，在控制合金成本的基础上有效提高钢材强度。但B含量达到一定范围后易形成B的碳化物和氮化物，并偏聚在原奥氏体晶界，造成晶界位错密度升高，易于此处发生晶界开裂，因此，B含量上限控制在O. 0020%。 本专利技术钢的具体生产エ艺特征如下生产エ艺流程炼钢-精炼-连铸-钢坯加热-两阶段控制轧制-控制冷却-保温自回火-成品。冶炼エ艺进行铁水预处理，采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼，进行精炼处理，并进行微合金化，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低成本490MPa级建筑结构用耐火钢板，其特征在于化学成分范围按重量百分比为：C0.03％～0.09％、Si0.10％～0.38％、Mn0.55％～1.50％、Nb0.011％～0.039％、Ti0.012％～0.050％、Als0.007％～0.045％、Cr0.12％～0.49％、Cu0.10％～0.40％，B0.0008％～0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质，钢中的杂质元素控制在P≤0.016％，S≤0.006％，[N]≤0.0040％，[O]≤0.0030％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，侯华兴，王小强，黄磊，张涛，杨颖，张哲，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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