[發(fā)明專利]抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)高韌性耐火耐腐蝕鋼及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811201522.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN111057812A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋欣;楊海峰;王東明;王川;王樹國(guó);李新宇;李冠生;王曉森;楊志強(qiáng);張德勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五礦營(yíng)口中板有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C21C5/28
• 分類號(hào): C21C5/28;C21C7/10;C21D8/02;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/50
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 楊濱

一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)高韌性耐火耐腐蝕鋼及其制造方法，屬于鋼鐵材料技術(shù)領(lǐng)域。通過合理且經(jīng)濟(jì)的成分設(shè)計(jì)及嚴(yán)格工藝控制過程，可穩(wěn)定生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌性、低屈強(qiáng)比的低焊接裂紋敏感性的建筑結(jié)構(gòu)用鋼，屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度波動(dòng)小，均在60MPa及以內(nèi)，材料強(qiáng)度的離散度小。本發(fā)明的鋼種，在苛刻的高溫試驗(yàn)條件下，具備優(yōu)良的高溫耐火性能，耐火性能可以滿足500MPa級(jí)耐火鋼的要求，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值及前景。經(jīng)過嚴(yán)格的耐蝕性能檢驗(yàn)，與普通結(jié)構(gòu)鋼相比，耐蝕性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于惡劣的大氣環(huán)境中。集低屈強(qiáng)比、耐腐蝕及耐火性能于一體，具備了高韌性建筑用鋼、耐腐蝕鋼及耐火鋼所具有的特性，可為未來多用途多功能復(fù)合型的高強(qiáng)度建筑用鋼的開發(fā)提供借鑒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種抗拉強(qiáng)度600MPa級(jí)高韌性耐火耐腐蝕鋼及其制造方法。本發(fā)明具有低屈強(qiáng)比，優(yōu)良耐腐蝕及耐火性能的建筑結(jié)構(gòu)用鋼。

自20世紀(jì)70年代以來，鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)成為城市建筑的發(fā)展主流。建筑結(jié)構(gòu)用鋼板廣泛應(yīng)用于高層建筑、超高層建筑、體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、機(jī)場(chǎng)航站樓、樞紐車站、大型電站、廠房等建筑工程。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼量占鋼產(chǎn)量的10%-30%；其中，日本、美國(guó)等鋼結(jié)構(gòu)建筑普及的國(guó)家，比例已達(dá)到30%以上，而我國(guó)現(xiàn)在每年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占鋼產(chǎn)量的比例不到7%。本世紀(jì)初，我國(guó)加大了建筑結(jié)構(gòu)用鋼的推廣建設(shè)力度，隨著2004-2009年北京奧運(yùn)工程、上海世博會(huì)工程及各地新一輪城市建設(shè)高潮的到來，帶動(dòng)了建筑結(jié)構(gòu)用鋼的發(fā)展。

隨著建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對(duì)建筑用鋼提出了越來越高的要求，特別是注重高強(qiáng)度、高性能、功能化建筑用鋼的開發(fā)。為保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性及增強(qiáng)抵抗災(zāi)難的能力，抗震、防火和防腐是建筑用鋼需要重點(diǎn)解決的問題。與普通建筑結(jié)構(gòu)用鋼相比，高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼除了滿足高強(qiáng)度、優(yōu)良的低溫韌性、低屈強(qiáng)比及窄屈服點(diǎn)外，還要求具有耐火、耐腐蝕及易焊接等性能。

一般情況下，隨著溫度的提高，金屬材料負(fù)載能力降低。在火災(zāi)高溫作用下,鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是溫度的函數(shù)；當(dāng)溫度達(dá)到600℃-700℃左右時(shí), 鋼結(jié)構(gòu)完全喪失承載能力，發(fā)生建筑物的倒塌。為了避免此危害的發(fā)生，世界各國(guó)對(duì)于各類鋼結(jié)構(gòu)建筑的梁、柱等部位都有耐火性能的要求，規(guī)定鋼材的表面必須涂裝一定厚度的耐火涂料，且鋼材表面的溫度不能超過規(guī)定的溫度。然而，耐火涂料的使用不僅增加建筑成本，造成環(huán)境污染，也減少了建筑物的有效空間。因此，開發(fā)高性能耐火鋼材勢(shì)在必行。

除此之外，金屬材料失效的主要方式以大氣腐蝕最為普遍。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，每年因腐蝕造成的損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的4%（大氣腐蝕約占一半）。我國(guó)幅員遼闊、氣候多樣，工業(yè)發(fā)展迅速，大氣腐蝕嚴(yán)重，每年因大氣腐蝕而損耗的鋼鐵約500多萬噸。因此，采用具有耐大氣腐蝕作用的耐腐蝕結(jié)構(gòu)鋼，是改善這一狀況的有效途徑。

上世紀(jì)，日本JFE等鋼鐵公司開發(fā)了SM400B-FR/400C-FR（Q235級(jí)別）、SM490B-FR/490C-FR等耐火鋼抗震用鋼（Q345級(jí)別）。在我國(guó)，武鋼于2001年開始研制耐火耐腐蝕高層建筑用鋼板；其中，WGJ510C2（Q345級(jí)別）抗大氣腐蝕性能為普通鋼材的2倍以上， 600℃下的屈服強(qiáng)度不低于室溫的2/3，此鋼種集耐火性、耐腐蝕性及抗震性能于一體，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并成功地應(yīng)用于中國(guó)殘疾人體育藝術(shù)中心場(chǎng)館及武鋼科技大廈。寶鋼于同年開發(fā)了B400RNQ 及B490RNQ（Q345級(jí)別）等牌號(hào)耐火耐腐蝕建筑用鋼，也成功地應(yīng)用于中福二期工程。