一种V微合金化节Mo抗震耐火钢及其制造方法技术

一种V微合金化节Mo抗震耐火钢及其制造方法，其化学成分为：C：0.03～0.09wt.%、Si：0.00～0.50wt.%、Mn：0.50～1.50wt.%、P：<0.02wt.%、S：<0.01wt.%、Cr：0.35～1.00wt.%、Mo：0.15～0.20wt.%、V：0.10～0.20wt%、Nb：0.02～0.04wt.%、Ti：0.01～0.025wt.%、B：0.0000～0.0030wt.%、Al：0.01‐0.06wt.%，余为Fe和不可避免的杂质。通过两阶段控制轧制、经层流冷却、终冷返红温度控制在不高于350‐550℃，获得粒状贝氏体+铁素体复相组织或粒状贝氏体组织。智能型耐火性表现在：大部分微合金元素在室温下以固溶形式存在，但在高温条件下发生沉淀析出且纳米第二相尺寸稳定，从而提高和保证钢的高温强度，具有优异的耐火性能。相比传统化学成分为Mo～0.5wt.%的耐火钢，本发明专利技术以V代Mo节约了合金成本，碳当量低，具有好的焊接性和低温冲击韧性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，其化学成分为：C：0.03～0.09wt.%、Si：0.00～0.50wt.%、Mn：0.50～1.50wt.%、P：<0.02wt.%、S：<0.01wt.%、Cr：0.35～1.00wt.%、Mo：0.15～0.20wt.%、V：0.10～0.20wt%、Nb：0.02～0.04wt.%、Ti：0.01～0.025wt.%、B：0.0000～0.0030wt.%、Al：0.01‐0.06wt.%，余为Fe和不可避免的杂质。通过两阶段控制轧制、经层流冷却、终冷返红温度控制在不高于350‐550℃，获得粒状贝氏体+铁素体复相组织或粒状贝氏体组织。智能型耐火性表现在：大部分微合金元素在室温下以固溶形式存在，但在高温条件下发生沉淀析出且纳米第二相尺寸稳定，从而提高和保证钢的高温强度，具有优异的耐火性能。相比传统化学成分为Mo～0.5wt.%的耐火钢，本专利技术以V代Mo节约了合金成本，碳当量低，具有好的焊接性和低温冲击韧性。【专利说明】
本专利技术属于合金钢
，特别是涉及，该钢具有智能。
技术介绍
钢结构建筑施工快、空间大和舒适美观、抗震性好，是现代大型建筑的发展趋势。但是普通建筑用钢的耐火性能很差，随着温度的上升，其屈服强度下降较快，特别是在350°C以上高温时陡降，不具备承重能力，因此必须喷涂很厚的防火涂层对钢结构进行保护。喷涂防火涂层使钢结构建筑成本成倍增加，且延长工期，喷涂作业的飞溅还造成环境污染。减少使用或不使用防火涂层成为开发耐火钢的驱动力。根据GB/T28415-2012，耐火钢600°C的高温屈服强度必须不低于室温标准屈服强度的2/3。20世纪80年代以来，日本率先研制并推出商用耐火钢板，合金体系以Mo系和Mo-Nb系两种为主，主要利用Mo和Nb强烈的高温固溶强化作用，保证600°C以下的高温强度。通常添加0.5wt.%Mo和采用低Nb微合金化，约0.02-0.04wt.%。国内耐火钢也大多添加Mo或Mo+Nb，为降低合金成本，Mo含量有所下降，但仍然在0.2%wt.%以上。如“一种耐火钢及其制备方法”(申请号:200810179362.6)、“一种高性能建筑结构用耐火钢板及其制造方法”(申请号:200910011963.0)、“低成本高强高韧抗震耐火钢及其制备工艺”(申请号:201110080774.6)等申请专利中的Mo含量为0.2-0.4wt.%。其中“一种耐火钢及其制备方法”还添加了 0.05-0.12wt.%V，但是该专利主要通过控制终冷温度550-650°C并保温1_2小时，以控制耐火钢的组 织组成，同时还可以促使V在缓慢冷却或保温过程中析出增强耐火钢的室温性能。本专利技术涉及的耐火钢采用〈0.2wt.%Mo和V复合微合金化设计，避免V在冷却过程中析出以获得低屈强比，但使之在加热过程中以纳米第二相析出、以保证高温强度。补偿着火升温过程中基体强度的降低，以纳米第二相析出强化提高高温强度，具有智能耐火性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。在化学成分上，采用低碳设计，加入适量Mn、Cr，进行适量V、低Mo、低Nb、微Ti复合微合金化；在生产工艺上，采用高效、节能的再结晶和非再结晶区控制轧制技术，充分利用控轧控冷对奥氏体状态和微合金元素析出的调控作用，细化晶粒，进而在后续层流冷却中获得晶粒细小的铁素体和粒状贝氏体组织，并避免微合金元素的大量析出。本专利技术提供的V微合金化节Mo智能型抗震耐火钢的化学成分及其含量为:C:0.03 ~0.09wt.%、S1:0.00 ~0.50wt.%、Mn:0.50 ~1.5Owt.%、P:〈0.02wt.%、S:〈0.01wt.%、Cr:0.35 ~1.0Owt.%、Mo:0.15 ~0.20wt.%、V:0.10 ~0.20wt%、Nb:0.02 ~0.04wt.%、Ti:0.01 ~0.025wt.%、B:0.0000 ~0.0030wt.%、A1:0.01 ~0.06wt.%，余为 Fe和不可避免的杂质，均为重量百分数。本专利技术各元素的作用及配比依据如下:碳:具有显著的固溶强化作用，提高钢的淬透性。但碳含量较高对钢的冲击韧性尤其是上平台冲击功非常不利，明显损害焊接性能。因此，本专利技术涉及的钢板采用低碳成分设计，碳含量范围为0.03~0.09wt.%。硅:钢中脱氧元素之一，同时具有较强的固溶强化作用，但过量的Si将恶化钢的韧性及焊接性能。综合上述考虑，本专利技术钢硅含量范围为〈0.50wt.%。锰:明显提高钢的淬透性，具有一定的固溶强化作用，扩大微合金碳氮化物在奥氏体中的固溶度积，可以避免过多的微合金碳氮化物在轧制过程中形变诱导析出。但Mn含量过高时，其在铸坯中的偏析倾向增加，另外对焊接性能不利。基于上述原因，本专利技术钢Mn含量范围为:0.50~1.50wt.%。铬:提高钢的淬透性、耐大气腐蚀性能及耐火性，但较高的Cr将降低焊接性能，应控制在0.35~1.0Owt.%范围内。钥:除了显著提高钢的淬透性，抑制抑制P、S等杂质元素在晶界的偏聚而降低回火脆性外，在耐火钢中主要是起到高温固溶强化和析出强化作用，Mo可以在着火过程中与其他微合金元素(V、Nb、Ti)等复合析出，增加析出量的同时能够提高析出物的热稳定性，从而稳定提高和保证钢在高温时的强度，Mo含量低于0.15wt.%时，上述作用效果不明显，超过0.30wt.%时，成本较高。因此，本专利技术钢Mo的含量应精确控制，范围为0.15-0.20wt.%0钒:由于V具有较低的全固溶温度，均热时基本全部固溶，轧制过程中固溶的V能有效提高淬透性和提高再结 晶温度；在轧后较快的冷速下，V的析出被抑制，以至于屈服强度不会过高，对较低的屈强比有利，而在钢着火过程中会从在铁素体和贝氏体中单独析出，或与Nb、Mo复合沉淀析出，起到提高高温强度的目的。本专利技术中V含量应控制在0.10~0.2wt.%以内，低于0.1Owt.%则上述作用不十分显著，高于0.2wt.%则上述作用达到饱和。铌:轧制过程中固溶于奥氏体中的Nb和形变诱导析出碳氮化铌粒子显著提高奥氏体未再结晶温度。固溶于奥氏体的Nb还能够提高淬透性，着火过程中析出的碳化铌粒子或与V、Mo复合析出第二相，提高高温强度。Nb含量应控制在0.02-0.04wt.%以内，低于0.02wt.%则上述作用不明显,高于0.04wt.%不仅增加合金成本,而且与V的沉淀析出强化作用重叠，由于C含量有限，增加Nb继续增加的沉淀强化作用不显著。钛:本专利技术钢中加入少量Ti是为了形成纳米级尺寸的TiN粒子，可以细化铸坯加热过程中奥氏体晶粒。Ti含量应控制在0.01~0.025wt.%范围内，低于0.01wt.%所形成TiN数量较少，细化晶粒作用很小；高于0.025wt.%将形成微米级尺寸的液析TiN，不仅不能起到细化晶粒作用，而且对钢板韧性有害。硼:强烈偏聚于晶界而显著提高淬透性。对于强度级别较高、C含量较低的耐火钢，可以加入10-20ppm，起作用即饱和，过量的硼将导致含B析出相带来不利影响，因此B含量一般不超过30ppm。对于强度级别较低、C含量较高的耐火钢，可以不特意加入。因此B的含量可以根据强度级别进行适量添加，控制范围为0-30ppm。铝:铝是强脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种V微合金化节Mo抗震耐火钢，其特征在于，化学成分为：C：0.03～0.09wt.%、Si：0.00～0.50wt.%、Mn：0.50～1.50wt.%、P：<0.02wt.%、S：<0.01wt.%、Cr：0.35～1.00wt.%、Mo：0.15～0.20wt.%、V：0.10～0.20wt%、Nb：0.02～0.04wt.%、Ti：0.01～0.025wt.%、B：0.0000～0.0030wt.%、Al：0.01?0.06wt.%，余为Fe和不可避免的杂质，均为重量百分数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李昭东，张正延，孙新军，康俊雨，雍岐龙，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：