[发明专利]一种高建钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高建钢，其化学成分的重量百分比如下：C：0.05～0.20%，N≤0.025%，Si：0.05～0.30%，Mn:0.50～0.80%，P≤0.045%，S≤0.045%，Cr:3.5～4.5%，Ni:1.0～2.0%，B:0.0003～0.0010%，Al:0.4～0.6%，Cu：0.04～0.06%，余量为铁及不可避免杂质。本发明通过调整常规高建钢成分的数值范围，同时增加了Cr、Ni元素含量，提升Al的含量为原来的十倍以上，降低Cu的用量，使产品的表面加工质量以及强度得到保障，从而提高了高建钢的成品率并使高建钢厚度可以减薄。

技术领域

本发明涉及不锈钢冶炼工艺，尤其涉及一种高建钢及其制造方法。

背景技术

高建钢因其良好的物理性能大大节省了材料使用量，同时可以保证建筑结构的安全，是当今建材的潮流。用于高层建筑结构的材料一般都要求具有较高的强度及韧性，同时还要要求良好的焊接性，要能做到焊前不预热、焊后不需要消应处理，如果具有一定的耐热性，应用领域可进一步拓宽。

目前，建筑高强结构钢主要包括Q550GJ，Q620GJ，Q690GJ这几种型号钢，其屈服强度最大值为690，抗拉强度范围为690～860，断后延伸≥14，强度随厚度的增加而提升但会导致延伸性能变差，为了保证钢板的力学性能，通常高层建筑用结构钢板的厚度通常不低于8mm，导致其重量无法进一步减轻。同时，国内大多数钢厂生产高层建筑用钢连铸坯时表面容易产生裂纹，此种裂纹在轧钢加热及轧制过程中会放大，产生较大的裂纹，降低钢板的性能。因此如何控制较薄的高建钢板的表面加工质量，并使其兼具厚板的强度、屈服强度以及延伸性能成为值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高建钢。

实现本发明目的的技术方案是：一种高建钢，其化学成分的重量百分比如下：C：0.05～0.20%，N≤0.025%，Si：0.05～0.30%，Mn:0.50～0.80%，P≤0.045%，S≤0.045%，Cr:3.5～4.5%，Ni:1.0～2.0%，B:0.0003～0.0010%， Al:0.4～0.6%，Cu：0.04～0.06%，余量为铁及不可避免杂质。

在本发明成分设计中：

C：0.05～0.20%，N：≤0.025%，以控制板坯冷却过程马氏体含量，减少脆相。其中，氮是钢种的间隙原子，其含量会影响材料塑性，此成分设计中要求N≤0.025%。

Cr:3.5～4.5%，保证钢的强度，并具一定的耐蚀性，过低起不到所起的作用，过高涉及成本问题。

Si：0.20～0.30%，硅为与成品强度相关的参数，此外，一定的硅含量保证钢水不过氧化。

Al:0.4～0.6%。通常市场上同类型的高建钢Al的含量在0.02～0.04%，其Al元素的作用在于用来固定存在钢中的氮，起到保护硼的作用。然而发明人在结构钢减薄研究中发现Al不足会导致加工过程中存在板坯表面裂纹的问题。本发明通过提高Al元素含量，以提高铁素体的生成量，并抑制碳化物的生成，在冷速比较大的时候，也最大程度减少马氏体的生成，减少板坯冷却过快造成的裂纹生成。但一定量铝元素在保证板坯急冷条件下单一相情况下，含量过高也会造成板坯表面裂纹机率增大，故含量范围限定在0.4～0.6%。同时铝含量保持在此区间内，钢水中氧含量减少，钢水纯净度提高，钢水中镁铝系夹杂在塑性可变形区间。

Cu：0.04～0.06%，铜元素可增加栾晶比例，晶粒表面积增大，提高材料强度。含量太高会增加生产成本。

Mn：避免钢水过氧化。

Ni：提高耐蚀性。

P和S: 本发明中P和S的含量分均控制在0.045％以内，二者为钢中杂质元素，控制含量能够显著提高塑韧性和焊接性能。

B:提高晶界结合力，减少边裂发生。