一種低成本低屈服強度抗震用鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金技術領域，具體涉及一種低成本低屈服強度抗震用鋼及其生產方 法。
【背景技術】
[0002] 抗震設計主要是通過合理分配地震的慣性力和能量來降低地震的損害。目前抗震 技術分為兩種:傳統結構抗震技術和耗能抗震技術。傳統結構抗震技術主要是通過建筑物 柱梁的變形來吸收地震能以實現抗震的目的，要想提高建筑物的抗震級別就要求結構支撐 構件尺寸做得越大越好，這樣既增加建筑成本又影響建筑物的美觀。耗能抗震技術是通過 消能阻尼器吸收地震能，即該抗震裝置先于其他結構件承受地震載荷作用，先發(fā)生屈服，依 靠反復載荷滯后吸收地震能量，保護主體結構及建筑的安全。可見，耗能抗震技術已經成為 現今抗震技術的發(fā)展趨勢。
[0003] 近年來全球范圍內多處地方發(fā)生嚴重的地震災害，隨著對建筑抗震要求的逐漸提 高，低屈服強度抗震用鋼因其超低屈服強度、屈服范圍窄、高延展性、高韌性和重復疲勞特 性等特點而著稱，具有良好的抗震性能，是耗能抗震設計中主要部件的制作材料，故此種鋼 材料必將在抗震領域發(fā)揮更加重要的作用。目前國內只有少數幾家鋼鐵企業(yè)成功開發(fā)出該 類鋼種。
[0004][0005][0006][0007] 因此，由上可見在成分上、工藝上、性能上仍存在不同程度的缺點，現亟待開發(fā)出 一種成本較低、冶煉難度小、工藝簡單的低屈服強度鋼及其生產方法。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種低成本低屈服強度抗震用鋼板;并提供一種 超低成本、滿足更高性能要求的低屈服強度鋼板的生產方法。
[0009] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種低成本低屈服強度抗震用 鋼，所述抗震用鋼由下述重量百分含量的化學成分組成:C < 0.05%，Si < 0.05%，Mn < 0.60%， P< 0.010%，5<0.005%，11:0.015~0.035%4110.020~0.050%，余量為卩6和不可避免的雜 質。
[0010] 本發(fā)明所述成品鋼板的厚度< 8〇mm。
[0011] 本發(fā)明還提供一種低成本低屈服強度抗震用鋼板的生產方法，其過程包括冶煉、 連鑄、加熱、控乳控冷乳制、熱處理工序。
[0012] 本發(fā)明所述控乳控冷乳制過程采用Π 階段乳制：1階段乳制溫度為1050~1200°C; Π 階段的開乳溫度為850~880°C，終乳溫度為780~840°C。
[0013] 本發(fā)明在所述熱處理工序中，加熱溫度控制在890~910°C，加熱時間根據鋼板厚 度保溫30~160min。
[0014] 本發(fā)明所述控乳控冷乳制工序中，I階段中，單道次壓下率2 15%，I階段累計壓下 率為55~88%，晾鋼厚度為1.5~2.0Τ，Τ為成品的毫米厚度（即Π 階段乳制后的鋼板厚度）； Π 階段中，單道次壓下率2 9%;兩個階段的乳制總道次控制在8~12道次。
[0015] 本發(fā)明所述控乳控冷乳制工序中，乳后冷卻過程采用ACC冷卻，冷卻速度為3~7 °C/s，上下水比控制在1:1.2~1:1.9，鋼板返紅溫度650~700°C。
[0016] 本發(fā)明所述連鑄工序中連鑄坯厚度規(guī)格為350mm。
[0017] 本發(fā)明所述加熱工序中，加熱溫度為1200~1250°C，加熱系數10~12min/cm，均熱 段在爐時間2 30min。
[0018] 本發(fā)明方法的原理為:本發(fā)明在低C、低Μη的基礎上，單加適量微合金元素 Ti，其它 微合金元素和稀土元素不額外加入(少量存在則認為是殘余），主要考慮Ti是強烈的鐵素體 形成元素，Ti也是強脫氧劑，使鋼中生成較多Ti的氮化物或碳化物。該Ti的碳、氮化物的存 在，可以在后期的乳制和熱處理過程中阻止奧氏體晶粒的長大，從而改善鋼的強度和沖擊 韌性。并且鈦的氮化物或碳化物的存在還可以通過阻止熱影響區(qū)的晶粒長大，進而有效提 尚焊接性能。
[0019] 采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1、本發(fā)明成分簡單，僅添加適量的微 合金元素 Ti，不加入Nb、Ni等多種貴重元素;生產成本相對低廉，增加了規(guī)模生產的可能性。 2、本發(fā)明具有更好的成分與強韌性的匹配，確保鋼板具有優(yōu)良的綜合力學性能，所得鋼板 的綜合力學性能屈服強度205~245MPa，抗拉強度300~400MPa，屈強比<0.70,延伸率2 50%，-40°C沖擊溫度下鋼板的沖擊功2 200J，可廣泛應用于制造耐低溫氣候下的建筑耗能 抗震部件中。3、本發(fā)明方法以低C+低Μη的基本成分、單加微合金元素 Ti，通過控乳控冷乳制 工藝和熱處理處理成功生產出最大厚度達80mm保較低溫度性能的低屈服強度的鋼板，降低 了鋼板的生產成本。
【附圖說明】
[0020] 圖1為實施例1鋼板板厚1/4( 100X)的顯微組織； 圖2為實施例2鋼板板厚1/4( 100X)的顯微組織； 圖3為實施例3鋼板板厚1/4( 100X)的顯微組織； 圖4為實施例4鋼板板厚1/4(100X)的顯微組織。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022] 本低成本低屈服強度抗震用鋼板的生產方法包括:冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳 制、熱處理工序。
[0023] 實施例1 一種低成本低屈服強度抗震用鋼，厚度20mm，化學成分組成見表1，余量為Fe和不可避 免的雜質。
[0024]上述抗震用鋼生產方法包括:冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳制、熱處理工序，得到 低成本低屈服強度抗震用鋼，具體工藝過程如下： 按預定成分冶煉鋼水，連鑄獲得350mm厚度規(guī)格的連鑄坯。
[0025]冷卻后的連鑄坯進行加熱，加熱溫度為1250°C，加熱系數10min/cm，均熱段在爐時 間30min。
[0026]控乳控冷乳制工序:采用Π 階段乳制：I階段乳制溫度為1200°C，單道次壓下率2 15%，累計壓下率為88%，中間待溫厚度(晾鋼厚度)40mm;n階段的開乳溫度為870°C，終乳溫 度為822°C，單道次壓下率2 9%;兩個階段的乳制總道次控制在10道次。
[0027] 乳后采用ACC冷卻，冷卻速度為7°C/s，上下水比控制在1:1.2,鋼板返紅溫度700 〇C。
[0028] 熱處理工序中，加熱溫度控制在890°C，加熱時間根據鋼板厚度保溫30min。
[0029] 所得鋼板力學性能結果見表2。
[0030] 實施例2 一種低成本低屈服強度抗震用鋼，厚度40mm，化學成分組成見表1，余量為Fe和不可避 免的雜質。
[0031] 上述抗震用鋼生產方法包括:冶煉、連鑄、加熱、控乳控冷乳制、熱處理工序，得到 低成本低屈服強度抗震用鋼，具體工藝過程如下： 按預定成分冶煉鋼水，連鑄獲得350mm厚度規(guī)格的連鑄坯。
[0032] 冷卻后的連鑄坯進行加熱，加熱溫度為1200°C，加熱系數10min/cm，均熱段在爐時 間50min〇
[0033] 控乳控冷乳制工序:采用Π 階段乳制：I階段乳制溫度為1050°C，單道次壓下率2 18%，累計壓下率為77%，中間待溫厚度(晾鋼厚度)80mm;n階段的開乳溫度為880°C，終乳溫 度為840°C，單道次壓下率2 10%;兩個階段的乳制總道次控制在10道次。
[0034] 乳后采用ACC冷卻，冷卻速度為7°C/s，上下水比控制在1:1.9,鋼板返紅溫度690 〇C。
[0035] 熱處理工序中，加熱溫度控制在900°C，加熱時間根據鋼板厚度保溫60min。
[0036] 所得鋼板力學性能結果見表2。