[發(fā)明專利]YP100MPa鋼板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010113841.5
• 申請日: 2010-02-25
• 公開（公告）號: CN102168225A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉自成;施青
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D8/02;B21B37/16;B21B37/74
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低屈服點鋼板的制造，特別涉及YP100MPa鋼板及其制造方法，其是在極低C-極低Si-極低Mn-高Als-低N-(Nb+Ti)微合金化-B處理的成分體系中獲得屈服強度80～120MPa、延伸率δ₅≥55％、具有優(yōu)良低溫沖擊韌性及抗循環(huán)應(yīng)變硬化的極低屈服點鋼板。

背景技術(shù)

眾所周知，碳素結(jié)構(gòu)鋼是最重要工程結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用于造船、橋梁結(jié)構(gòu)、壓力容器、建筑結(jié)構(gòu)、汽車工業(yè)、鐵路運輸及機械制造之中。碳素結(jié)構(gòu)鋼性能取決于其化學(xué)成分、制造過程的工藝制度，其中強度、韌性、延伸率和焊接性是碳素結(jié)構(gòu)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(xué)成分；隨著鋼結(jié)構(gòu)大型化、超高度化及結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜化，對鋼結(jié)構(gòu)整體抗震性能提出了更高的要求，單從降低鋼結(jié)構(gòu)主承梁鋼板的屈強比(YR≤0.80)已不能滿足大型鋼結(jié)構(gòu)抵抗7.5級及以上的強烈地震，因此在鋼結(jié)構(gòu)主承梁之間使用抗震阻尼器勢在必行，通過抗震阻尼器優(yōu)良的室溫循環(huán)塑性形變能力，吸收大部分地震波能量，確保鋼結(jié)構(gòu)主承梁在強烈地震狀態(tài)下不至于坍塌，最大程度減少強烈地震帶來的人員財產(chǎn)的損失。

日本作為多地震國家，最早開發(fā)低屈服點軟鋼，這種低屈服點軟鋼特點是屈服強度極低、延伸率高，在地震過程中通過先期反復(fù)拉壓塑性形變吸收地震波能量，避免主要鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件遭受破壞；新日鐵、JFE、住友金屬等公司均開發(fā)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；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；鐵素體晶粒粗大均勻并且采用Ti、Nb等微合金化技術(shù)固定間隙原子N，消除應(yīng)變時效和不連續(xù)屈服方式參見(制鐵研究(日文)，1989，No.334，P17；JSSC，1992，No.6，P15；日本建筑學(xué)會大會學(xué)術(shù)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(xué)會構(gòu)造系論文集，1995，No.473，P159；日本建筑學(xué)會構(gòu)造系論文集，1995，No.472，P139)。

中國寶鋼于2007年申請中國發(fā)明專利“一種極低屈服點鋼板及其制造方法”，其是針對屈服強度為205～245MPa鋼板及其制造方法；及于2008年申請的“極低屈服點鋼板YP160及其制造方法是針對屈服強度為140～180MPa鋼板及其制造方法”，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)和供貨，產(chǎn)品應(yīng)用于上海世博工程和虹橋交通樞紐工程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計YP100MPa鋼板及其制造方法，通過鋼板微合金元素的組合設(shè)計與控軋工藝相結(jié)合，在獲得鋼板具有極低屈服點和優(yōu)良室溫循環(huán)形變能力的同時，鋼板還具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性，并且成功地解決了碳素結(jié)構(gòu)鋼不連續(xù)屈服和抗低周疲勞性能低下的問題。

針對上述要求，本發(fā)明的技術(shù)方案采用極低C-極低Si-極低Mn-高Als-低N-(Nb+Ti)微合金化-B處理的成分體系，適當(dāng)提高酸溶Als的含量、(Ti+Nb)微合金化且Ti/Nb在0.50～1.00之間、控制Ti/N≥8.0、Als/N≥10、(0.13Nb+0.25Ti)≥1.05C、(P+S)/B≤95等冶金技術(shù)手段，優(yōu)化軋制工藝；使成品鋼板的顯微組織為單相鐵素體，鐵素體晶粒尺寸均勻，平均晶粒尺寸在50～100μm之間；消除鋼中固溶的C、N間隙原子，鈦/鈮碳氮化物粒子及AlN粒子粗大且均勻分布，并通過微B處理強化鐵素體晶界；獲得極低屈服強度(YP：80～120Mpa，yielding?point)、優(yōu)良的室溫塑性形變能力(均勻延伸率達到55％以上)和抗低周疲勞性能及低加工硬化率，特別適用于做大型鋼結(jié)構(gòu)的抗震阻尼器。

具體地，本發(fā)明YP100MPa鋼板，其成分重量百分比為：

C：≤0.005％

Si：≤0.10％

Mn：0.05％～0.25％

P：≤0.015％

S：≤0.005％

Nb：0.015～0.035％

Als：0.025％～0.050％

Ti：0.015％～0.030％

N：≤0.0035％

B：0.0002％～0.0008％

其余為鐵和不可避免的夾雜；

且上述元素含量必須同時滿足如下關(guān)系：

Ti、Als與N之間的關(guān)系：Ti/N≥8.0、Als/N≥10，保證徹底消除鋼中固溶N原子；