一种低屈强比高强度建筑结构用钢板及其生产方法技术

本发明专利技术涉及中厚板制造技术领域，特别是涉及一种低屈强比高强度建筑结构用钢板及其生产方法。本发明专利技术采用适当的碳含量及碳当量，通过高炉铁水

【技术实现步骤摘要】
一种低屈强比高强度建筑结构用钢板及其生产方法


[0001]本专利技术涉及中厚板制造
，特别是涉及一种低屈强比高强度建筑结构用钢板及其生产方法。

技术介绍

[0002]随着我国钢材供应量和技术、质量水平的不断提高，建筑物使用的材料正在由混凝土向钢结构转变。与混凝土结构相比，钢结构具有重量轻、跨度大、建造周期短、可在工厂进行预制、可方便回收等一系列优势。我国的高层建筑、大跨度会展中心、火车站、工业厂房等建筑采用钢结构越来越多，对钢板的技术要求也越来越高。
[0003]为保证建筑结构的安全性，GB19879要求建筑结构钢板在保证强度和韧性的前提下，还要保证屈强比不超过一定的值。具体到Q420GJE级钢板要求屈服强度不低于420MPa，
‑
40℃冲击功不低于47J，屈强比不高于0.83。正是由于要求的高强度、高低温冲击韧性和屈强比，导致该产品设计难度较大。
[0004]对于Q420GJE级钢板的成分设计思路，基本为在C
‑
Mn钢成分基础上，采用Nb、V复合微合金化。为保证低温冲击功和焊接性能，要降低碳含量，并通过添加Nb和/或V，补偿碳含量降低造成的强度损失，辅以提高钢的纯净度、严格的控轧控冷工艺等措施，以获得满意的组织和性能。但上述方案的缺陷在于降低碳含量、严格的控轧控冷工艺，使铁素体含量增加、位错强化因素提高，致使钢板屈服强度提高幅度大于抗拉强度，最终导致屈强比提高，屈强比的合格率降低。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的缺陷，本专利技术提供了一种低屈强比高强度建筑结构用钢板及其生产方法。引入一种新的强化模式——添加一定含量的Cr元素，替代部分Nb或V，通过Cr元素的固溶强化，替代固溶于铁素体中的C元素，从而提高珠光体含量，降低屈强比，同时钢的合金成本不升高。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种低屈强比高强度建筑结构用钢板，其特征在于：所述钢板厚度规格为[8,60]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.16％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.35～1.50％，P≤0.020％，S≤0.007％，Als：0.020～0.045％，Nb：0.025～0.040％，V：0.020～0.035％，Cr：0.30～0.40％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe以及不可避免的杂质，同时满足碳当量Ceq≤0.48％。
[0008]进一步的，包括如下步骤：
[0009]⑴
铁水预脱硫，使得入炉铁水S含量≤0.003wt％；
[0010]⑵
转炉顶底复合吹炼、脱氧合金化后，终点成分符合以下要求：C：0.13～0.16％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.35～1.50％，P≤0.020％，S≤0.007％，Als：0.020～0.045％，Nb：0.025～0.040％，V：0.020～0.035％，Cr：0.30～0.40％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe以
及不可避免的杂质，同时满足碳当量Ceq≤0.48％；
[0011]⑶
LF精炼和VD真空精炼，为控制气体含量和合金元素含量，采用LF+VD精炼，保证真空度≤66Pa，VD保真空时间≥10分钟，脱气结束后软吹时间≥12分钟，控制好软吹压力以便最大程度的使钢水中的夹杂物上浮；
[0012]⑷
连铸采用全过程保护浇注，稳定中包液面，过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.05m/min，铸成高质量的250mm厚板坯；
[0013]⑸
对冷却后的坯料进加热炉进行加热，出炉温度控制在1170～1210℃，加热时间9～10min/cm厚度，保证加热温度的均匀性；
[0014]⑹
钢坯出炉后轧制，粗轧开轧温度1150℃以上，粗轧阶段提高道次压下量，保证有2个道次压下量≥30mm，或至少两个道次压下率≥18％；待温厚度为成品厚度的1.5倍以上；精轧开轧温度以保证终轧温度为准，终轧温度控制在800～860℃之间，以获得均匀而细化的奥氏体晶粒；
[0015]⑺
轧后控制入水冷温度，保证开冷温度在760～840℃之间，返红温度640～720℃，冷却速率控制在4～15℃/s。
[0016]进一步的，所述步骤
⑵
和
⑶
中，炼钢过程通过转炉、LF和VD炉控制磷硫含量，磷控制在180ppm以下，硫控制在60ppm以下，通过VD真空炉控制有害气体含量，满足[H]≤1.5ppm、[O]≤25ppm、[N]≤45ppm。
[0017]进一步的，所述步骤
⑹
中，精轧最后三道次小压下量轧制，后三道次累计压下率≤40％，采用双道次轧制；
[0018]更进一步的，所述步骤
⑹
中连铸坯料是在奥氏体再结晶区、未再结晶区及形变诱导相变区控制轧制。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术采用适当的碳含量及碳当量，通过Nb、V复合微合金化，并添加一定量的Cr替代部分Nb或V，通过Cr元素的固溶强化，替代固溶于铁素体中的C元素，从而提高珠光体含量，降低屈强比，同时钢的合金成本不升高。采用控轧控冷的方法，使8～60mm的钢板实现GB19879标准要求的Q420GJE钢板的各项性能要求，还能够保证了钢板的Z35厚度方向性能、探伤性能、焊接性能等要求，提高了性能合格率。
[0021]本专利技术生产的高强度建筑结构用钢板，工艺简便，技术稳定可靠，合金成本低，生产效率高，综合力学性能优良。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例2钢板1/4厚度处的金相组织(200
×
)；
[0023]图2为本专利技术实施例4钢板1/4厚度处的金相组织(200
×
)。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术公开了一种低屈强比高强度建筑结构用钢板及其生产方法，所述钢板厚度规格为[8,60]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.16％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.35～1.50％，P≤0.020％，S≤0.007％，Als：0.020～0.045％，Nb：0.025～0.040％，V：0.020～0.035％，Cr：0.30～0.40％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe以及不可避免的杂质，同时满足碳当量Ceq≤0.48％。
[0026]该钢板较常规的Q420GJE钢板增加了一定含量的Cr元素，来替代部分Nb或V，通过Cr元素的固溶强化，替代固溶于铁素体中的C元素，从而提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低屈强比高强度建筑结构用钢板，其特征在于：所述钢板厚度规格为[8,60]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.16％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.35～1.50％，P≤0.020％，S≤0.007％，Als：0.020～0.045％，Nb：0.025～0.040％，V：0.020～0.035％，Cr：0.30～0.40％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe以及不可避免的杂质，同时满足碳当量Ceq≤0.48％。2.如权利要求1所述的低屈强比高强度建筑结构用钢板的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
⑴
铁水预脱硫，使得入炉铁水S含量≤0.003wt％；
⑵
转炉顶底复合吹炼、脱氧合金化后，终点成分符合以下要求：C：0.13～0.16％，Si：0.25～0.40％，Mn：1.35～1.50％，P≤0.020％，S≤0.007％，Als：0.020～0.045％，Nb：0.025～0.040％，V：0.020～0.035％，Cr：0.30～0.40％，Ti：0.010～0.025％，余量为Fe以及不可避免的杂质，同时满足碳当量Ceq≤0.48％；
⑶
LF精炼和VD真空精炼，为控制气体含量和合金元素含量，采用LF+VD精炼，保证真空度≤66Pa，VD保真空时间≥10分钟，脱气结束后软吹时间≥12分钟，控制好软吹压力以便最大程度的使钢水中的夹杂物上浮；
⑷
连铸采用全过程保护浇注，稳定中包液面，过热度控制在10～25℃之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪庆，俞飞，韩萍，王勇，付鹏冲，刘伟，田志鹏，张楠，王晓晶，
申请(专利权)人：天津市新天钢钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：