[發明專利]一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝

無效

• 申請號: 201210437731.3
• 申請日: 2012-11-03
• 公開（公告）號: CN103805854A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 華兆紅
• 申請（專利權）人: 無錫市森信精密機械廠
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C21D8/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝。

背景技術

鋼板樁于20世紀初在歐洲開始生產，1903年，日本首次通過進口在三井本館的擋土施工中采用，基于鋼板樁特殊的使用性能，1923年，日本在關東大震災修復工程中大量進口采用。由于鋼板樁具有較大的市場潛力和發展前景，1931年，日本于國內開始生產。鋼板樁有冷彎薄壁輕型和熱軋型，由于前者具有較大的加工、使用局限性，因而，熱軋鋼板樁成為鋼板樁產品發展的主流。鋼板樁具有很多的獨特功能和優勢，因而它的用途非常廣泛，比如在永久性結構建筑上，可用于碼頭、卸貨場、堤防護岸、護墻、檔土墻、防波堤、導流堤、船塢、閘門等等；在臨時性結構物上，可用于封山、臨時擴岸、斷流、建橋圍堰、大型管道鋪設臨時溝渠開挖的擋土、擋水、擋沙墻等；在抗洪搶險上，可用于防洪、防塌方、防塌陷、防流沙等。鋼板樁是用作護岸、岸壁和港口、河流的固定設施。1995年，日本發生了兵庫縣南部地震。地震中，各種基礎設施受到了嚴重的損壞，包括港口和河流的設備。損害也成為了機遇，此后，有關基礎設施在抗震的安全性方面受到了人們的重視，鋼板樁作為固定設施在抗震性能方面沒有受到重視。因此為了提高固定設施的抗震性，就要求熱軋鋼板樁具有較低的屈強比。在嚴酷的變形負荷下，熱軋鋼板樁的塑性變形一致性是關鍵，而提高塑性變形性能的有效方法是降低鋼的屈強比。屈強比越低，材料從開始塑性變形到最終斷裂所需要的形變量越大，因而提高了其塑性變形能力，可有效緩解因過載而產生的應力集中，使建筑構件吸收較多的地震能。反之若屈強比過高則會導致由于局部大變形而造成的超載失穩。從這個角度出發，屈強比越低就越安全，因此開發低屈強比熱軋鋼板樁已是當務之急。

發明內容

本發明的目的在于提出一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該抗震鋼板樁具有抗層狀撕裂能力，并具有較好的焊接性能。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該鋼板樁的化學成分及重量百分比為：C?0.18-0.22、Si?0.60-0.70、Mn?0.30-0.50、P≤0.015、S≤0.010、Cu?0.25-0.45、Ni?0.60-1.00、V?0.006-0.008、Ti?0.05-0.07、Als?0.030-0.050、Ce?0.03-0.04，其余為Fe及不可避免的雜質，所述制備工藝包括如下步驟：

1)采用鐵水脫硫、RH真空脫氣處理，并連鑄成板坯；

2)將板坯加熱至1260-1280℃，使板坯充分奧氏體化；

3)對板坯進行粗軋，將開軋溫度控制在1160-1200℃；

4)對板坯進行精軋：精軋開軋溫度控制在990-1030℃；每道次的壓下率控制在15-30％；精軋終軋溫度控制在840-860℃，累計壓下率控制在65-75％。

本發明鋼的化學成分的限定理由如下：

C是鋼中不可缺少的提高鋼材強度的元素之一，如果溶入基體中，能夠起到固溶強化的作用。隨著碳含量的增加，鋼中Fe₃C量也隨之增加，淬硬性也增加，鋼的抗拉強度和屈服極限會提高而延伸率、缺口沖擊韌性則下降。碳含量每增加0.10％抗拉強度大約提高90MPa，屈服極限大約提高40-50MPa。

Si在鋼中不形成碳化物而固溶于鐵素體中，主要以固溶強化的形式來提高鋼的強度，固溶強化作用很強，同時，也是鋼中的脫氧元素。但如果鋼中Si含量過高，則會引起面縮率下降，特別是沖擊韌性下降較為明顯，同時對鋼的焊接性也不利。

Mn是很重要的合金化元素，是奧氏體穩定化元素，在相同C含量和冷卻速度下，隨著鋼中Mn含量的增加，鋼中珠光體的相對含量會增加，珠光體片層細化，從而提高鋼的強度，在含Mn量不高的情況下，鋼的塑性基本上不降低。此外，由于Mn使A₃溫度下降，從而使先共析鐵素體在更低的溫度下析出且細化，同時，抑制了碳化物在過冷奧氏體晶界上析出，使鋼保持在較高的塑性，并降低鋼的韌性—脆性轉變溫度。Mn在鋼中還是防止熱脆性的主要元素，MnS大約在出鋼階段形成，所以消除了S造成的危害。Mn是與γ-Fe形成連續固溶體的常用元素，是溶入鐵素體而引起鋼的固溶強化的，并且不惡化鋼的變形能力。。