本发明专利技术涉及一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢及其生产方法，其主要组分及质量百分比为：C 0.035～0.075％，Si 0.13～0.24％，Mn 1.56～1.82％，P≤0.003％，S≤0.002％，Mo 0.12～0.23％，W 0.21～0.40％，Cu 0.22～0.48％，Ni 0.21～0.43％，Nb 0.026～0.048％，V 0.058～0.077％，Ti 0.045～0.068％，Ca 0.0022～0.0052％，Ta 0.0028～0.0065％。本发明专利技术提供的耐候钢具有良好的力学性能、优异的耐火性能、耐候性能以及抗层状撕裂性能，还具有优良的焊接性能。
【技术实现步骤摘要】
一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢及其生产方法
本专利技术属于低合金高强钢制造
，涉及一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢及其生产方法。
技术介绍
随着钢铁冶金技术的不断发展，钢结构的柱、梁等结构件均对钢板强度、抗火抗灾、防腐蚀、抗震等方面性能均提出了新要求，而普通钢结构在建筑行业中较差的抗火抗灾和防腐蚀能力则面临着严峻考验。近年来，国内外冶金工作者积极开展了耐火、耐候、抗震等系列钢研究，使用耐火耐候钢不仅可弥补普通钢结构抗火抗灾防腐蚀性能差的缺点，大大减少防火涂料和耐候涂层，降低环境污染，还可以提高资源和能源利用效率，符合国家大政方针要求，因此，从长远来看，结构用耐火耐候钢是建筑结构行业具有巨大潜在需求的优质钢材，其市场价值不可估量。中国专利技术专利申请号CN1354273A公开了一种高性能耐火耐候建筑用钢及其生产方法，该专利技术专利申请的建筑用钢含有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ti、Als、N、O、Cr、Ni、Cu、Ca、B，此外还含有Nb、V、RE中的一种或一种以上，余量为Fe，经过冶炼、轧制和热处理，使钢具有高强度、高韧性、优良的耐火和耐候性能。但该专利技术专利申请的缺点是含有较多P含量，致使焊接性能较差，且钢板需进行正火+回火处理，工艺路线复杂，成本较高，同时钢板的强度级别较低。中国专利技术专利申请号CN201110247615.0、CN200910011963.0、CN200910272414.9、CN200910045146.7、CN201110080774.6公开的的中国专利技术专利，其专利技术产品均具有良好的耐火性能，但其缺点是均不具备耐候性能；另有中国专利技术专利申请号CN201010113848.7、CN03804658.X、CN200910056602.8公开的中国专利技术专利，其专利技术产品均具有良好的耐候性能，但其缺点是均不具备耐火性能。中国专利技术专利申请号CN201110247615.0公开了一种耐火抗震建筑用钢，其化学成分(按重量百分比)为：C：0.1％～0.18％，Si：0.1％～0.50％，Mn：1％～1.80％，P≤0.025％，S≤0.015％，Cr≤0.50％，Mo≤0.30％，Al≤0.04％，N≤0.007％，Ca≤0.006％，以及Nb≤0.050％，V≤0.055％，Ti≤0.035％中的一种或两种以上，且Nb+V+Ti≤0.055％，余为铁和不可避免的杂质。其制造方法包括：加热温度1180℃，保温3h，开轧温度≥1180℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度为860～900℃，终轧后直接空冷至室温，或以5～15℃/s冷速冷却到室温。这样得到的钢具备优异的耐火性，Rp0.2(600℃屈服强度)/Rp0.2(室温屈服强度)≥2/3，具备低的屈强比(屈强比Rp0.2/Rm≤0.75)，抗震性能好。该专利文献专利技术仅限于屈服强度235～460MPa钢种，钢中P、S含量较多，对后续焊接性能有一定的影响，此外，该钢种也不具有良好的耐候性能。中国专利技术专利申请号CN200910180490.7公开了一种非调质针状组织高强度低屈强比耐候钢及其制备方法，该钢种包含的成分及其基本成分重量百分比为：C：0.03％～0.08％，Si：0.30％～0.60％，Mn：1.30％～1.80％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cu：0.30％～0.60％，Ni：0.20％～0.50％，Cr：0.40％～0.80％，Mo：0.10％～0.40％，Nb：0.030％～0.080％及Ti≤0.04％；可选成分：Als≤0.04％及RE≤0.40kg/t钢或Ca≤0.005％中的两种或两种以上；以及余量的Fe和杂质，其焊接冷裂纹敏感性系数低，耐腐蚀指数高。该专利技术钢种虽然成分简单，具有优异的成型性、耐候性、焊接性和低温韧性，同时其制备工艺简单，无需热处理，生产周期短，生产成本低的特点。但其含有较多的Ni、Cu贵重元素，且不具有耐火性能。中国专利技术专利申请号CN200910056602.8公开了一种屈服强度在700MPa以上韧性优良的高耐蚀性含Cr耐候钢及其制造方法。所述耐候钢的成分质量百分比含量为：C：0.02％～0.10％，Si：0.1％～0.4％，Mn：0.3％～1.3％，P≤0.01％，S≤0.006％，Cu：0.2％～0.5％，Cr：2.5％～10％，Ni：0.2％～1.0％，Nb：0.02％～0.06％，Al：0.01％～0.05％，N≤0.005％，Ti：0.02％～0.10％，其余为Fe和不可避免的杂质。所述钢制成的钢板具有700MPa以上的屈服强度和优良的韧性，同时其相对腐蚀率比传统耐候钢降低1倍，满足铁路车辆用钢提高耐腐蚀的要求。但其主要针对铁路车辆用钢研发，采用热连轧卷取工艺生产，钢中含有较多量的Cr元素，不利于钢板焊接及低温韧性，此外，钢种也不具有耐火性能。此外，中国专利技术专利申请号CN103695772A和CN103695773A分别公开了屈服强度为550MPa级耐火耐候抗震建筑用钢及其生产方法和屈服强度为690MPa级耐火耐候抗震建筑用钢及其生产方法，该两件专利技术专利申请建筑用钢含有C、Si、Mn、P、S、Nb、Ti、Mo、W、Mg、O，此外还含有Sb或Zr或其两种以任意比例的混合物，其余为Fe及不可避免的夹杂，经过铁水脱硫、转炉冶炼、真空处理、添加Mg元素、常规连铸并对铸坯加热、分段轧制、终轧后进行冷却等工艺，使钢具有优良的耐火、耐候及抗震性能，综合性能优良，但这两种钢的缺点均为焊接性能以及耐腐蚀性能不是很理想。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢及其生产方法，优化化学成分及生产工艺，使生产的产品具有高强韧性，高塑性，低屈强比，优异的耐火性能、耐候性能以及抗层状撕裂性能，此外还具有良好的焊接性能和冷加工性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：提供一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢，其组分及质量百分含量为：C：0.035～0.075％，Si：0.13～0.24％，Mn：1.56～1.82％，P≤0.003％，S≤0.002％，Mo：0.12～0.23％，W：0.21～0.40％，Cu：0.22～0.48％，Ni：0.21～0.43％，Nb：0.026～0.048％，V：0.058～0.077％，Ti：0.045～0.068％，Ca：0.0022～0.0052％，Ta：0.0028～0.0065％，[N]：0.0022～0.0057％，[O]：0.0024～0.0042％，其余为Fe及不可避免的杂质，同时满足：①(Ca+2Ta)/3[O]＝1.32～1.65，②4(15C+Mo+2W)+3(Mn+Cu)＝11.52～13.61％，③Pcm(％)＝C+Si/30+(Mn+Cu)/20+Ni/60+Mo/15+V/10≤0.20％。本专利技术还提供上述屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢的生产方法，包括冶炼并浇注成铸坯、铸坯加热、高压水除磷、控制轧制、层流冷却等工艺步骤，具体工艺步骤如下：1)冶炼并浇注成铸坯：对铁水进行冶炼和浇注处理，形成铸坯，控制C本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢，其特征在于，其组分及质量百分含量为：C：0.035～0.075％，Si：0.13～0.24％，Mn：1.56～1.82％，P≤0.003％，S≤0.002％，Mo：0.12～0.23％，W：0.21～0.40％，Cu：0.22～0.48％，Ni：0.21～0.43％，Nb：0.026～0.048％，V：0.058～0.077％，Ti：0.045～0.068％，Ca：0.0022～0.0052％，Ta：0.0028～0.0065％，[N]：0.0022～0.0057％，[O]：0.0024～0.0042％，其余为Fe及不可避免的杂质，同时满足：①(Ca+2Ta)/3[O]＝1.32～1.65，②4(15C+Mo+2W)+3(Mn+Cu)＝11.52～13.61％，③Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu)/20+Ni/60+Mo/15+V/10≤0.20％。
【技术特征摘要】
1.一种屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢，其特征在于，其组分及质量百分含量为：C：0.035～0.075％，Si：0.13～0.24％，Mn：1.56～1.82％，P≤0.003％，S≤0.002％，Mo：0.12～0.23％，W：0.21～0.40％，Cu：0.22～0.48％，Ni：0.21～0.43％，Nb：0.026～0.048％，V：0.058～0.077％，Ti：0.045～0.068％，Ca：0.0022～0.0052％，Ta：0.0028～0.0065％，[N]：0.0022～0.0057％，[O]：0.0024～0.0042％，其余为Fe及不可避免的杂质，同时满足：①(Ca+2Ta)/3[O]＝1.32～1.65，②4(15C+Mo+2W)+3(Mn+Cu)＝11.52～13.61％，③Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu)/20+Ni/60+Mo/15+V/10≤0.20％。2.一种权利要求1所述的屈服强度≥620MPa的焊接结构用耐火耐候钢的生产方法，包括冶炼并浇注成铸坯、铸坯加热、高压水除磷、控制轧制、层流冷却等工艺步骤，其特征在于，具体工艺步骤如下：1)冶炼并浇注成铸坯：对铁水进行冶炼和浇注处理，形成铸坯，控制Ca：0.0022～0.0052％，Ta：0.0028～0.0065％，且真空处理时间≥30min；2)铸坯加热...
【专利技术属性】
技术研发人员：童明伟，卜勇，张开广，范巍，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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