CN105525209A - 一种低屈强比q460gj建筑用钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低屈强比Q460GJ建筑用钢板及其生产方法,属于建筑用钢技术领域。钢板的屈服强度≥460MPa,化学成分按重量百分比为:C:0.17~0.19%、Si:0.35~0.45%、Mn:1.50~1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Nb:0.03~0.04%、V:0.05~0.06%、Ti:0.01~0.02%、Als:0.020~0.040%,其余为Fe和杂质。生产方法包括以下步骤:步骤一冶炼,步骤二连铸,步骤三加热,步骤四轧制和冷却,步骤五精整和探伤,成品钢板具有良好的性能,可应用于高层、超高层、厂矿、塔架、大跨度以及大型结构工程建设等领域。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种低屈强比Q460GJ建筑用钢板及其生产方法,属于建筑用钢技术领域。
背景技术
钢结构建筑具有优越抗震性、绿色环保、施工快捷方便、空间利用率高、设计造型别致新颖等诸多优势,现已成为国际上建筑结构的发展方向。建筑用钢板主要应用于高层建筑、超高层建筑、大跨度体育场馆、机场、火车站、会展中心、钢结构厂房以及输变电高塔等受力复杂、可靠性要求较高的大型建筑工程,要求钢板有低屈强比,良好的韧性和塑性,窄屈服点波动范围和较小的厚度效应,抗层状撕裂能力(厚度方向性能),良好的焊接性能,优良的延伸性能和低周疲劳特性,具有一定的耐火性能。
目前国内同级别建筑用钢专利及文献有:
中国专利CN101613828A公开了“屈服强度460MPa级低屈强比建筑用特厚钢板及其制造方法”,成分质量百分比为:C0.14~0.18、Si0.35~0.45、Mn1.4~1.5、Nb0.025~0.035、V0.04~0.05、Ti0.01~0.02、P<0.020、S<0.008、其余为Fe和不可避免杂质。连铸坯经过两阶段控制轧制,两相区淬火和回火热处理,钢板的屈服强度达到440MPa以上,屈强比<0.72,同时具有良好塑性、低温韧性和抗层状撕裂性能的建筑用厚钢板。该发明采用两相区淬火和回火工艺,和本发明的技术路线不同。该方法受到生产设备限制,延长了生产周期,同时增加了成本。
发明内容
因此,本发明目的是提供一种低屈强比,具有良好的塑性和韧性、以及优良抗层状撕裂性能,且生产成本较低,不受生产装备限制,加工周期短,规格可控的低屈强比Q460GJ建筑用钢板,屈服强度≥460MPa,屈强比小于0.81,-40℃纵向冲击功大于34J,其化学成分按重量百分比为:C:0.17~0.19%、Si:0.35~0.45%、Mn:1.50~1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Nb:0.03~0.04%、V:0.05~0.06%、Ti:0.01~0.02%、Als:0.020~0.040%,其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明还提供了上述低屈强比Q460GJ建筑用钢板的加工方法,所述方法包括以下步骤:
步骤一冶炼:
采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料,转炉底吹采用全程吹氩模式,终点一次命中,以减少因补吹导致钢水增氮。LF钢包精炼炉进一步脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分及温度,要严格控制吹氩强度,按照前期强、中期较强、后期弱的原则制定吹氩曲线,在保证脱氧、深脱硫、合金化的同时,减少精炼过程的二次氧化和增氮。RH工序采用循环深脱气工艺,在保证钢水温度稳定的前提下大幅降低氢、氧、氮等气体含量,减小有害气体对钢质的不利影响,最终得到钢水的重量百分比为C:0.17~0.19%、Si:0.35~0.45%、Mn:1.50~1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Nb:0.03~0.04%、V:0.05~0.06%、Ti:0.01~0.02%、Als:0.020~0.040%,余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤二连铸:
步骤三加热;
在加热炉中对钢板坯加热,充分保证钢板坯加热温度和均热时间。加热温度控制在1180℃—1220℃,加热时间控制在200-240min,保证合金元素的充分固溶,钢板坯温度均匀。
步骤四轧制和冷却:
轧制采用两阶段控制轧制,即奥氏体再结晶区控制轧制(通常称粗轧阶段)和奥氏体非再结晶区控制轧制(通常称精轧阶段)。粗轧时加大道次变形量,开轧温度为1160~1200℃,单道次相对压下率至少有两道次以上控制在20%以上,精轧时严格控制各道次变形量,精轧开轧温度≤920℃,开轧厚度为1.3-3.0倍成品厚度,末道次压下率>10%。终轧温度840-860℃,轧后钢板采用控制冷却,终冷温度660-680℃,金相组织为晶粒细小且均匀的铁素体和珠光体。
步骤五精整和探伤。
进一步的,步骤二具体为:
连铸机为直弧形连铸机,采用凝固末端动态轻压下、电磁搅拌以及优化的动态二冷技术,通过恒温、恒拉速工艺(0.9-1.1m/min),低过热度浇铸(15-25℃),减轻连铸坯中心偏析、中心疏松、裂纹、振痕等缺陷,最终生产出250mm、300mm厚优质连铸板坯。
进一步的,步骤五具体为:
热轧钢板冷却后全部进行在线探伤,探伤后钢板保持干燥,对于不能在线探伤的钢板进行下线探伤,按照探伤标准JB/T4730.3的规定进行并判定,合格级别为Ⅰ级。
本发明的有益效果在于:本发明的一种低屈强比Q460GJ建筑用钢板,通过合理的化学成分设计,使得成品钢板获得更好的力学性能,本发明的生产方法,直接采用正火轧制,无需离线正火热处理,缩短了生产周期,同时也降低了生产成本,成品钢板具有良好的塑性和韧性、以及优良抗层状撕裂性能,可应用于高层、超高层、厂矿、塔架、大跨度以及大型结构工程建设等领域。
附图说明
图1为本发明一种低屈强比Q460GJ建筑用钢板的生产方法的流程图;
图2为实施例3钢板1/2厚度处的成品金相组织图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明:
本发明的低屈强比Q460GJ建筑用钢板,屈服强度≥460MPa,屈强比小于0.81,-40℃纵向冲击功大于34J,化学成分按重量百分比为:C:0.17~0.19%、Si:0.35~0.45%、Mn:1.50~1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Nb:0.03~0.04%、V:0.05~0.06%、Ti:0.01~0.02%、Als:0.020~0.040%,其余为Fe和杂质。钢板加工方法的流程如图1所示。
实施例1
原料铁水经过铁水深脱硫,转炉顶底吹炼,钢包吹氩,LF炉外精炼,RH真空处理及连铸工艺得到表1所示化学成分重量百分比的250mm厚板坯。板坯加热温度1200℃,加热时间220min,第一阶段开轧温度1180℃,单道次相对压下率至少有两道次以上控制在20%以上,当轧件厚度为60mm时,在辊道上待温至910℃,随后进行第二阶段轧制,终轧温度为840℃,成品钢板厚度为20mm。轧制结束后,钢板进入加速冷却(ACC)设备,以5℃/s的速度冷却至680℃,热矫后冷床冷却。之后进行在线探伤和精整处理,最后即可得到钢板成品。
实施例2
实施方式同实施例1,其中加热温度为1200℃,加热时间213min,第一阶段轧制的开轧温度为1180℃,第二阶段轧制的开轧温度为900℃,轧件厚度为90mm,终轧温度为850℃,成品钢板厚度为30mm。钢板冷却速度为6℃/s,终冷温度为670℃。热矫后冷床冷却。之后进行探伤和精整处理,最后即可得到钢板成品。
实施例3
实施方式同实施例1,采用300mm厚板坯,其中加热温度为1200℃,加热时间230min,第一阶段轧制的开轧温度为1185℃,第二阶段轧制的开轧温度为890℃,轧件厚度为125mm,终轧温度为860℃,成品钢板厚度为50mm。钢板冷却速度为8℃/s,终冷温度为660℃。热矫后冷床冷却。之后进行探伤和精整处理,最后即可得到钢板成品。实施例3钢板1/2厚度处的金相组织图如图2所示,金相组织为晶粒细小且均匀的铁素体+珠光体组织。
实施例1~3的化学成分(wt%)如表1所示。
表1
对实施例1~3的钢板进行常规力学性能、Z向拉伸性能、冲击性能检验,结果见表2。
表2
从表2可看出,本发明钢板常温拉伸性能完全符合本级别高层建筑钢板使用要求,并具有较大的富余量,-40℃纵向冲击功远大于标准要求的34J,Z向拉伸断面收缩率在27%以上,完全满足Z25钢板级别,说明本发明厚钢板具有良好的抗层状撕裂能力。钢板屈强比≤0.81,远小于标准要求的0.85,表明钢板具有优异的抗震能力,钢板探伤Ⅰ级合格,总之,本发明钢板具有优异的综合机械性能。可应用于高层、超高层、厂矿、塔架、大跨度以及大型结构工程等。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种低屈强比Q460GJ建筑用钢板,屈服强度≥460MPa,屈强比小于0.81,-40℃纵向冲击功大于34J,其特征在于,所述低屈强比Q460GJ建筑用钢板的化学成分按重量百分比为:C:0.17~0.19%、Si:0.35~0.45%、Mn:1.50~1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Nb:0.03~0.04%、V:0.05~0.06%、Ti:0.01~0.02%、Als:0.020~0.040%,其余为Fe和杂质。
2.一种如权利要求1所述的低屈强比Q460GJ建筑用钢板的生产方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤一冶炼:
采用经过脱硫预处理的铁水和优质废钢作为原料,转炉底吹采用全程吹氩模式,LF钢包精炼炉进一步脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分及温度,按照前期强、中期较强、后期弱的原则制定吹氩曲线,RH工序采用循环深脱气工艺,最终得到钢水的重量百分比为C:0.17~0.19%、Si:0.35~0.45%、Mn:1.50~1.60%、P≤0.015%、S≤0.010%、Nb:0.03~0.04%、V:0.05~0.06%、Ti:0.01~0.02%、Als:0.020~0.040%,其余为Fe和杂质;
步骤二连铸:
步骤三加热;
在加热炉中对钢板坯加热,加热温度控制在1180℃—1220℃,加热时间控制在200-240min;
步骤四轧制和冷却:
轧制采用两阶段控制轧制,即奥氏体再结晶区控制轧制及奥氏体非再结晶区控制轧制,粗轧时开轧温度为1160~1200℃,单道次相对压下率至少有两道次以上控制在20%以上,精轧时严格控制各道次变形量,精轧开轧温度≤920℃,开轧厚度为1.3-3.0倍成品厚度,至少有两道压下率>20%以上,末道次压下率>10%,终轧温度840-860℃,轧后钢板采用控制冷却,终冷温度660-680℃,得到晶粒细小且均匀的铁素体+珠光体组织;
步骤五精整和探伤。
3.如权利要求2所述的低屈强比Q460GJ建筑用钢板的生产方法,其特征在于,所述方法中步骤二具体为:
连铸机为直弧形连铸机,采用凝固末端动态轻压下、电磁搅拌以及优化的动态二冷技术,通过恒温、恒拉速工艺,拉速0.9-1.1m/min,15-25℃低过热度浇铸,最终生产出250mm或300mm厚优质连铸板坯。
4.如权利要求2所述的低屈强比Q460GJ建筑用钢板的生产方法,其特征在于,所述方法中步骤五具体为:
热轧钢板冷却后全部进行在线探伤,探伤后钢板保持干燥,对于不能在线探伤的钢板进行下线探伤,按照探伤标准JB/T4730.3的规定进行并判定,合格级别为Ⅰ级。
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