[發明專利]一種極低屈服點鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 200710046076.8
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN101392350A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 劉自成;施青
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C33/04;C21C7/00;C21D8/02;C21D1/28;C21C7/064;B22D11/16
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及鋼材領域，具體地說，本發明涉及極低屈服點鋼板，更具體地說，本發明涉及一種制造大型鋼結構抗震阻尼器的極低屈服點鋼板。

背景技術

眾所周知，碳素結構鋼是最重要的工程結構材料之一，廣泛應用于造船、橋梁結構、壓力容器、建筑結構、汽車工業、鐵路運輸及機械制造。碳素結構鋼的性能取決于其化學成分及制造工藝，其中強度、韌性、延伸率和焊接性是碳素結構鋼最重要的性能，它最終決定于成品鋼材的顯微組織和鋼板化學成分。隨著鋼結構大型化、超高度化及結構設計復雜化，對鋼結構整體抗震性能提出了更高的要求，單從降低鋼結構主承梁鋼板的屈強比(YR≤0.80)已不能滿足大型鋼結構抵抗8級及以上的強烈地震，因此在鋼結構主承梁之間使用抗震阻尼器勢在必行。通過抗震阻尼器優良的室溫塑性形變能力，可吸收大部分地震波能量，確保鋼結構主承梁在強烈地震狀態下不至于坍塌，最大程度減少強烈地震帶來的人員財產損失。

日本作為多地震國家，最早開發低屈服點軟鋼，這種低屈服點軟鋼的特點是屈服強度低、延伸率高，在地震過程中通過先期反復塑性形變吸收地震波能量，避免主要鋼結構構件遭受破壞。新日鐵、JFE、住友金屬等均開發出具有各自特色的低屈服點軟鋼。屈服點在245MPa以下的低屈服點軟鋼，一般采用Si-Mn成分體系：如新日鐵開發的一種鋼板的化學成分包含：C：0.05wt％、Si：0.03wt％、Mn：0.27wt％、P：0.021wt％、S：0.012wt％，其屈服點YP為238MPa，抗拉強度TS為335MPa，延伸率δ₅為55％；新日鐵開發的另一種鋼板的化學成分包含：C：0.017wt％、Si：0.008wt％、Mn：0.38wt％、P：0.017wt％、S：0.006wt％，其屈服點YP為215～245MPa，抗拉強度TS為300～400MPa，延伸率δ₅≥40％。屈服點在130MPa以下的極低屈服點軟鋼，一般采用純鐵成分體系。

此外，對于極低屈服點鋼板來說，鋼中固溶原子N會極大提高鋼板的屈服強度，降低鋼板室溫變形能力，通常采用Ti、Nb等微合金化技術固定間隙原子N，消除應變時效和不連續屈服【制鐵研究(日文)，1989，No.334，P17；JSSC，1992，No.6，P15；日本建筑學會大會學術講演梗概集(北海道)，1995年8月，P399；新日鐵技報，1995，No.356，P22；CAMP-ISIJ，1992，No.5，P558；日本建筑學會構造系論文集，1995，No.473，P159；日本建筑學會構造系論文集，1995，No.472，P139】。

鑒于上述，本發明者通過研究，采用極低C-超低Si-低Mn-高Als-低N-(Nb+Ti+V)微合金化的成分體系，并控制熱軋工藝，開發出了一種極低屈服點鋼板。該鋼板屈服點YP≤235MPa，具有優良的抗低周疲勞性能及低加工硬化率，可用于制造大型鋼結構的抗震阻尼器。

本發明的一個目的在于提供一種極低屈服點鋼板。

本發明的另一個目的在于提供所述極低屈服點鋼板的制造方法。

發明內容

本發明的第一個方面提供一種低屈服點鋼板，該鋼板由以下化學成分組成：C：0.006～0.018wt％、Si≤0.10wt％、Mn：0.10～0.30wt％、P≤0.015wt％、S≤0.005wt％、Nb：0.035～0.055wt％、V：0.025～0.055wt％、Als：0.035～0.055wt％、Ti：0.015～0.025wt％、N≤0.0025wt％、Ca：0.001～0.005wt％，余量為Fe和不可避免的雜質；

且上述元素必須同時滿足下述關系：

Ti/N≥8.0；

Als/N≥15；

(0.13Nb+0.23V)≥1.02C；

Ti/Nb：0.20～0.60；

Ca/S：0.50～3.0。

在一個優選實施方式中：所述極低屈服點鋼板的顯微組織為單相鐵素體。

在另一優選實施方式中：所述鐵素體的平均晶粒尺寸在50～100μm之間。

下面，對本發明的極低屈服點鋼板的成分體系作詳細敘述。

C：為了保證鋼板顯微組織為單相鐵素體，鋼中C含量必須低于其在鐵素體中的最大固溶度0.020％，由于在凝固過程中，C會偏析，因此控制C含量≤0.018％，而另一方面考慮到煉鋼精煉、物流時間和成本等因素，應控制C含量≥0.006％。