[发明专利]屈服强度为460MPa级耐火耐腐蚀抗震建筑用钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗震建筑用钢及其生产方法，具体属于一种屈服强度460MPa级耐火耐腐蚀抗震建筑用钢及其生产方法。

背景技术

高层钢结构建筑物快速发展，对用于制作柱、梁等结构件的钢板在强度、防火性能、耐腐蚀性能、抗震性能等方面均提出了新的要求。

一方面，使用高强度钢种可以完善结构用钢强度等级，避免因钢材厚度过大而在后续加工、焊接过程中产生质量问题，同时也可以减轻结构重量，降低建造成本，减少钢材浪费量，提高结构的可靠性。

另一方面，使用耐高温防火性能优良、抗震性能优良（即低屈强比）钢材，可减少因火灾、地震等因素对结构造成的损坏，延长人员疏散时间，减少生命财产损失，增加建筑物安全使用性能。

再一方面，使用耐腐蚀性能优良钢材，可以减少或免除因涂装、维护引起的昂贵费用，减少钢材因腐蚀而对结构造成安全隐患。

在此前，经检索，中国专利申请号CN201110080774.6文献公开了一种低成本高强高韧抗震耐火钢及其制备工艺。该钢种包含按重量百分比计的如下组分：C：0.05%~0.09%，Si：0.10%~0.30%，Mn：0.60%~1.00%，Mo：0.20%~0.40%，Cr＜0.10%，Cu＜0.10%，Ni＜0.10%，Nb：0.02%~0.04%，V：0.01%~0.04%，Ti：0.01%~0.04%，Al：0.02%~0.04%，N≤0.006%，P≤0.010%，S≤0.006%，以及Fe及杂质。其制备工艺包括依次进行的保温处理、两阶段轧制和冷却工序。发明钢种采用Mo+Nb合金体系，成分简单，贵合金元素含量少，合金成本低，且屈服强度高，抗震性能好，并具有良好冲击韧性，同时由于采用了先进的控制轧制和控制冷却技术，工艺成本也较低。该文献涉及钢种不具有良好的耐腐蚀性能，其Ti元素上限含量也超过我国现行建筑钢专用标准GB/T 19879《建筑结构用钢板》要求的Ti≤0.03%。

中国专利申请号CN200910196233.2文献公开了一种耐候钢板，其按重量百分比计的组成为：C：0.06%~0.09%，Si：≤0.30%，Mn：1.10%~1.50%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，Als：0.035%~0.065%，Cu：0.25%~0.50%，Ni：0.20%~0.50%，Cr：0.40%~0.70%，Mo：0.05%~0.15%，Ti：0.008%~0.018%，V：0.030%~0.060%，Nb：0.015%~0.030%，N≤0.0055%，Ca：0.001%~0.004%，选择性添加B：0.0004%~0.0010%，其余为铁和不可避免的夹杂。其制造方法包括：铁水深度脱硫→转炉冶炼→LF→RH→连铸→板坯下线精整→板坯定尺火切→加热→TMCP→钢板缓冷。这样得到的耐候钢板具有强韧性和强塑性匹配、低屈强比、耐大气腐蚀性、优良焊接性及抗疲劳性能，特别适宜于用做无涂装高层建筑结构、桥梁结构。该文献涉及钢种强度为490MPa级，钢中元素组成关系限定复杂，含有较多的Cu、Cr、Ni贵重元素，也不具有明显的耐火性能，且钢板轧制后需在300℃保温至少24小时，这无疑延长了生产时间，增加了工序成本，不利于大规模生产。此外，该钢种Cu元素上限含量超过GB/T 19879《建筑结构用钢板》要求的Cu≤0.30%，而且钢中P含量较高，含有马氏体组织，由于马氏体为不稳定组织，其对钢板延伸、弯曲、冲击韧性均可造成不利影响。

中国专利申请号CN200810041727.9文献公开了一种高强度高韧性低屈强比钢，提供了一种高强度高韧性低屈强比钢，其化学成分包含：C：0.05～0.12%、Si：0.15～0.50%、Mn：1.0～1.5%、P≤0.025%、S≤0.015%、Cu：0.20-0.50%、Ni≤0.25%、Nb：0.015-0.050%、V：0.015～0.045%、Ti：0.010-0.050%、Cr≤0.55%、Mo≤0.30%、Al：0.015-0.05%、余量为Fe及不可避免的杂质。该发明生产方法包括真空冶炼、铸坯、加热、轧制、水冷回火，其钢板屈服强度≥460MPa，屈强比≤0.80，同时具有良好的低温冲击韧性和焊接性，适用于钢结构高层建筑及其它要求低屈强比的大型钢结构领域。该文献涉及钢种化学成分中Cu含量较高，不符合GB/T 19879《建筑结构用钢板》要求的Cu≤0.30%，且不同时具有耐火耐腐蚀性能。

发明内容