一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法技术

本发明专利技术特别涉及一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法，属于钢材制备技术领域，钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％‑0.13％，Si:0.15％‑0.35％，Mn：1.0％‑1.2％，Alt：0.02％‑0.06％，Nb：0.007％‑0.15％，T i：0.010％‑0.02％，Ni：0.1％‑0.2％，Cr：0.4％‑0.5％，Mo：0.2％‑0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；使得结构钢保证了高强度、窄强度波动、低屈强比，及良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂性能。

【技术实现步骤摘要】
一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法
本专利技术属于钢材制备
，特别涉及一种500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法。
技术介绍
与传统的混凝土建筑相比，钢结构建筑施工效率更高，更加绿色环保，抗震性更好。随着钢结构建筑的快速发展，使得高建钢需求向高强度、窄强度波动、低屈强比，良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂等方向发展。TMCP工艺钢板具有低成本、良好的低温韧性和焊接性等优势，但申请人在专利技术过程中发现：TMCP工艺钢板的强度波动大，屈强比偏高，无法满足高建钢高抗震性要求。目前的常用方法是采用正火工艺，虽可以降低屈强比，但需要添加大量的合金，焊接性较差，并且强度难以保证。因此，研究并推广TMCP工艺在高建钢领域应用成为迫切需要解决的难题，尤其是要同时保证高强度、窄强度波动、低屈强比，良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂性能。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的500MPa级高强抗震结构钢及其生产方法。本专利技术实施例提供了一种500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。可选的，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.11％-0.12％，Si:0.20％-0.30％，Mn：1.1％，Alt：0.03％-0.05％，Nb：0.01％-0.1％，Ti：0.015％，Ni：0.15％，Cr：0.45％，Mo：0.25％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供了一种500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，所述钢为如上所述的500MPa级高强抗震结构钢；所述方法包括：将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯；将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢。可选的，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述冶炼包括：钢水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼和VD炉真空处理。可选的，所述钢水预处理采用KR脱S装置脱S；所述转炉冶炼采用顶底复合吹炼工艺。可选的，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述结构钢铸坯的厚度为200mm-400mm，所述结构钢铸坯的宽度为1800mm-2400mm，所述结构钢铸坯的的展宽比为1-1.6。可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述加热的温度为1130℃-1170℃，所述加热的时间为200min-500min。可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述轧制采用两阶段控轧工艺，所述两阶段控轧工艺的粗轧的开轧温度为1050℃-1100℃，所述两阶段控轧工艺的粗轧的最大压下率≤20％；粗轧后钢坯的待温厚度为1.5-2.5倍成品钢的厚度。可选的，所述两阶段控轧工艺的精轧的开轧温度为840℃-870℃，所述两阶段控轧工艺的精轧的终轧温度为790℃-830℃。可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的终冷温度为560℃-600℃。可选的，所述将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢中，所述水冷的冷却速度为10℃/s-20℃/s。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例提供的500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质；通过控制碳含量为0.10％-0.13％保证钢板具有良好的低温韧性和可焊性，同时不需要强水冷保证钢板强度，实现窄强度波动；降低Nb含量，控制细晶强化和析出强化效果，降低屈强比；添加较多的Cr、Mo元素，提高钢板淬透性，细化MA组织，提高钢板抗拉强度；添加少量的Ni，降低钢板韧脆转变温度并提高焊接性；严格控制P、S等有害元素，提高钢板韧性和Z向性能，最终使得结构钢保证了高强度、窄强度波动、低屈强比，同时还保证了良好的可焊性和低温韧性、抗层状撕裂性能。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的生产方法的流程图；图2是本专利技术实施例1提供的钢板轧制规程图；图3是本专利技术实施例1提供的钢板的横断面显微组织图；图4是本专利技术实施例2提供的钢板轧制规程图；图5是本专利技术实施例2提供的钢板的横断面显微组织图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：根据本专利技术一种典型的实施方式，提供了一种500MPa级高强抗震结构钢，所述钢的化学成分以质量分数计为：C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。C的作用是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种500MPa级高强抗震结构钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量分数计为：/nC：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种500MPa级高强抗震结构钢，其特征在于，所述钢的化学成分以质量分数计为：
C：0.10％-0.13％，Si:0.15％-0.35％，Mn：1.0％-1.2％，Alt：0.02％-0.06％，Nb：0.007％-0.15％，Ti：0.010％-0.02％，Ni：0.1％-0.2％，Cr：0.4％-0.5％，Mo：0.2％-0.3％，P＜0.012％，S＜0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质。


2.一种500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述钢为如权利要求1所述的500MPa级高强抗震结构钢；所述方法包括：
将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯；
将所述结构钢铸坯进行加热、轧制和水冷，获得500MPa级高强抗震结构钢。


3.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述冶炼包括：钢水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼和VD炉真空处理。


4.根据权利要求3所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述钢水预处理采用KR脱S装置脱S；所述转炉冶炼采用顶底复合吹炼工艺。


5.根据权利要求2所述的500MPa级高强抗震结构钢的生产方法，其特征在于，所述将所述结构钢的钢水进行冶炼和连铸，获得结构钢铸坯中，所述结构钢铸坯的厚度为200mm-400mm，所述结构钢铸坯的宽度为1800mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩承良，王根矶，于文飞，王庆敏，王东柱，王志勇，马国金，武卫阳，魏运飞，冯博，马龙腾，王彦锋，杨永达，齐岩，师大兴，于海波，孙博，
申请(专利权)人：首钢京唐钢铁联合有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13