本发明专利技术提供了一种高强度高且低屈强比低的结构用钢，所述钢用作建筑物的结构用钢并且具有优良的特性，如低温韧性、接近６００ＭＰａ或更高的抗拉强度，以及８０％或更低的低屈强比。所述高强度且低屈强比的钢，包括，以重量百分数计：Ｃ：０．０２至０．１２％，Ｓｉ：０．０１至０．８％，Ｍｎ：０．３至２．５％，Ｐ：０．０２％或更低，Ｓ：０．０１％或更低，Ａｌ：０．００５至０．５％，Ｎｂ：０．００５至０．１０％，Ｂ：３至５０ｐｐｍ，Ｔｉ：０．００５至０．１％，Ｎ：１５至１５０ｐｐｍ，Ｃａ：６０ｐｐｍ或更低，以及余量的铁和不可避免的杂质；并且还包括至少一种选自以下元素的成分，以重量百分数计：Ｃｒ：０．０５至１．０％，Ｍｏ：０．０１至１．０％，Ｎｉ：０．０１至２．０％，Ｃｕ：０．０１至１．０％，以及Ｖ：０．００５至０．３％，其中在所述精轧过程后将最终冷却温度限制在５００至６００℃。本发明专利技术可提供满足诸如低温韧性、止脆裂性和低屈强比的特性的高强度且低屈强比的钢，以及其制备方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有优良特性如低温韧性的高强度且低屈强比的结构用钢及其 制备方法，更具体地说，涉及一种满足优良的主要特性如低温韧性和低屈强比一这两种 特性均是结构用钢所需的一的高强度钢及其制备方法，所述优良的主要特性是通过采用 使用贝氏铁素体和粒状贝氏体结构作为钢的基质结构并且使用具有高硬度的双相的方法 来实现的。
技术介绍
诸如建筑物和桥梁的结构主要要求高强度，因为其荷载高。随着持续要求降低用 于建造建筑结构的建筑材料的成本，所用钢的总重量也倾向于降低。因此，对增加用于构建 这些建筑结构的钢的强度的需求增加。然而，由于所述钢的问题在于其性质如低温韧性通常可能会随着其强度的不断增 加而变差，因此许多高强度的结构用钢具有不良的低温韧性。低温韧性是钢在超低温下能 够承受脆性断裂的时间长度的量度，具有不良的低温韧性的钢的问题在于当将所述钢用在 温度很低的区域如极端区域中时，钢可能会易于发生脆性断裂，这会导致对所述钢的使用 环境的限制。延性-脆性转变温度(DBTT曲线)通常用作低温韧性的量度。钢强度的增加通常还会导致屈强比的增加，所述屈强比为屈服强度与抗拉强度的 比。然后，屈强比的增加会降低钢发生塑性形变的时间点(屈服点)与钢发生断裂的时间点 之间的应力差。因此，由于建筑物几乎没有通过吸收其形变过程中的能量来防止建筑物毁 坏的准备时间，因此当建筑结构遭受巨大外力如地震时难以保证所述建筑结构的安全性。因此，结构用钢应当必须具有低温韧性和低屈强比，这二者均被保持在某些水平 之上。作为用于保证钢的低屈强比的替代技术之一，存在一种通过选择适合的钢合金 元素并且适当地调整轧制条件来增强所述钢的低屈强比的方法。该技术通过以下方法 提高了钢的抗拉强度，因而保证了钢的低屈强比，所述方法即将合金元素调整到适合 的范围，使最终冷却温度低于500°C以形成贝氏铁素体结构，在700至760 V的临界温度 (intercritical temperature)下热处理所述贝氏铁素体结构以在贝氏体板条之间形成奥 氏体，以及缓慢冷却奥氏体以形成一种MA (马氏体或/和残余奥氏体)结构。然而，为了制备一种贝氏铁素体结构形式的钢微结构，最终冷却温度应当被调整 到低于贝氏体转变终了温度——Bf温度。在这种情况下，生产线中可能会发生产率低的问 题。通过在轧制过程之后在临界温度范围下热处理贝氏铁素体结构获得MA结构的方法的 问题在于产品供应延迟、生产成本增加、产率降低等。因此，需要开发具有高产率并且满足以下要求的钢，所述要求如高强度特性、低温 韧性特性和低屈强比。
技术实现思路
技术问题设计本专利技术的目的是解决现有技术的问题，因此本专利技术的一个目的是提供满足所 有特性如低温韧性和低屈强比的高强度钢。本专利技术的另一个目的为提供一种用于制备满足所有特性如低温韧性和低屈强比 的高强度钢的方法。技术方案 本专利技术的一个方面提供了一种高强度且低屈强比的结构用钢，其包括以重量百分 数计C 0. 02 至 0. 12%，Si 0. 01 至 0. 6%，Mn :0. 3 至 2. 5%，Nb 0. 005 至 0. 10%，Ti 0. 005 至 0. 1%，Al 0. 005 至 0. 5%，P 0. 02%或更低，B :5 至 40ppm，N 15 至 150ppm，Ca 60ppm或更低，S :100ppm或更低，以及余量的Fe和不可避免的杂质，其中高强度且低屈强比 的钢包含以重量百分数计1至5%的一种平均粒度为5 μ m或更低的MA (马氏体/奥氏体) 结构，以及余量的一种粒状贝氏体和贝氏铁素体的双相组织。在这种情况下，所述高强度且低屈强比的结构用钢还可包括至少一种选自以下的 成分，以重量百分数计Cr 0. 05 至 1. 0%，Mo 0. 01 至 1. 0%，Ni 0. 01 至 2. 0%，Cu 0. 01 至 1. 0%，以及 V :0. 005 至 0. 3%。本专利技术的另一个方面提供了一种用于制备高强度且低屈强比的钢的方法。本发 明中，所述方法包括在1050至1250°C下再加热钢坯，所述钢坯包括，以重量百分数计C 0. 02 至 0. 12%, Si 0. 01 至 0. 8%, Mn 0. 3 至 2. 5%, P 0. 02%或更低，S 0. 01%或更低， Al 0. 005 至 0. 5%,Nb 0. 005 至0. 10%,B :3 至 50ppm，Ti 0. 005 至0. 1%,N :15 至 150ppm， Ca :60ppm或更低，以及余量的Fe和不可避免的杂质；在1250°C至Tnr (重结晶停止温度)的 温度下粗轧所述经再加热的钢坯；并且使所述经粗轧的钢坯以2至10°C /s的冷却速度冷 却至500至600°C的最终冷却温度。有益效果如上文所述，本专利技术的示例性实施方案可提供一种具有600MPa或更高的高强度 并且满足以下特性的钢，所述特性如低温韧性、止脆裂性和80%或更低的低屈强比。本专利技术的示例性实施方案还可提供一种满足所有以下特性的高强度钢，所述特性 如低温韧性、止脆裂性和80 %或更低的低屈强比。附图说明图1为示出了本专利技术一个示例性实施方案的钢的微结构的照片，所述微结构是用 扫描电子显微镜观察的。图2为示出了本专利技术一个示例性实施方案的MA结构分数与屈强比之间关系随最 终冷却温度变化的图。图3为示出了本专利技术一个示例性实施方案的MA结构分数与延性-脆性转变温度 (DBTT)之间关系随最终冷却温度变化的图。图4为图示了本专利技术一个示例性实施方案的制备过程中钢坯内部的温度行为随 时间变化的图。具体实施例方式最佳方式 下文中，本专利技术的一个示例性实施方案提供了这样一种结构用钢，所述钢通过控 制合金元素体系、MA结构的分数和平均大小以及调整轧制条件而使得抗拉强度为600MPa 或更高并且屈强比为80%或更低。下文中，详细描述了本专利技术一个示例性实施方案的合金体系及其限制范围。C :0· 02 至 0.12%碳(C)是一种必需的重要元素，它用于形成马氏体-奥氏体组元(MA)并且决定了 所述马氏体-奥氏体组元的大小及分数。因此，根据本专利技术，所含的碳(C)在一个合适的含 量范围内。但是，当C的含量超过0. 12%时，钢的低温韧性可能会变差，并且马氏体-奥氏 体组元的分数可能超过15%。相反，当C的含量低于0. 02%时，由于马氏体-奥氏体组元 的分数低(3%或更低)，钢的强度较低。因此，所用C的含量限制在0.02至0.12%。此外， 对焊接钢结构中所用的钢板来说，所用C的优选含量范围为0. 03至0. 09%，以保证较佳的 可焊性。Si :0· 01 至 0.8%硅(Si)用作脱氧元素以增强马氏体-奥氏体组元的稳定性。因此，Si有助于提 高钢的强度和韧性，因为即使在较低的C含量下也可形成大量的马氏体-奥氏体组元。本 专利技术中，当Si的含量超过0. 8%时，钢的低温韧性和可焊性均可能会变差。相反，当Si的含 量低于0.01%时，Si的脱氧作用不足。因此，所用Si的含量范围可限制在0.01至0.8%， 并且优选0. 1至0.4%。Mn: 0.3 至 2. 5%锰(Mn)为一种可用于通过固溶硬化来提高钢强度的元素。在这种情况下，必须加 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度且低屈强比的钢，包括，以重量百分数计：Ｃ：０．０２至０．１２％，Ｓｉ：０．０１至０．８％，Ｍｎ：０．３至２．５％，Ｐ：０．０２％或更低，Ｓ：０．０１％或更低，Ａｌ：０．００５至０．５％，Ｎｂ：０．００５至０．１０％，Ｂ：３至５０ｐｐｍ，Ｔｉ：０．００５至０．１％，Ｎ：１５至１５０ｐｐｍ，Ｃａ：６０ｐｐｍ或更低，以及余量的铁和不可避免的杂质，所述钢的抗拉强度为６００ＭＰａ或更高且屈强比为８０％或更低。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-11-22 10-2007-0119524一种高强度且低屈强比的钢，包括，以重量百分数计C0.02至0.12％，Si0.01至0.8％，Mn0.3至2.5％，P0.02％或更低，S0.01％或更低，Al0.005至0.5％，Nb0.005至0.10％，B3至50ppm，Ti0.005至0.1％，N15至150ppm，Ca60ppm或更低，以及余量的铁和不可避免的杂质，所述钢的抗拉强度为600MPa或更高且屈强比为80％或更低。2.权利要求1的高强度且低屈强比的钢，还包括至少一种选自以下元素的成分，以重 量百分数计:Cr 0. 05 M 1.0%, Mo :0· 01 M 1.0%, Ni :0· 01 M 2.0%, Cu :0· 01 M 1.0%, 以及 V :0. 005 至 0. 3%。3.权利要求1的高强度且低屈强比的钢，包括以重量百分数计1至5%的ΜΑ(马氏体 /奥氏体)结构，所述MA结构的平均粒度为5μπι或更低。4.权利要求1的高强度且低屈强比的钢，包括以重量百分数计至少95%的一种粒状贝 氏体与贝氏铁素体的双相组织。5.一种用于制备高强度且低屈强比的钢的方法，所述方法包括在1050至1250°C下再加热钢坯，所述钢坯包括，以重量百分数计C:0. 02至...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹财荣，严庆根，崔钟教，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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