[發明專利]一種高強度低碳貝氏體耐火鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202010570427.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111763881B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 楊忠民;杜菁菁;陳穎;王慧敏;李昭東;曹燕光
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;中聯先進鋼鐵材料技術有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/06;C21D8/02;C21D1/28
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 姚東華

本發明涉及一種高強度低碳貝氏體耐火鋼及其制備方法，屬于低碳空冷貝氏體耐火鋼技術領域，解決了現有技術中耐火鋼的屈服強度低，生產工藝繁雜和高溫力學性能差的問題。一種高強度低碳貝氏體耐火鋼，其化學組成按質量百分比計為：C：0.07％?0.1％、Si：0.7％?0.9％、Mn：1.0％?1.5％、Cr：0.7％?0.8％、Ni：1.0％?1.3％、Cu：0.3％?0.35％、Mo：0.6％?0.8％、Nb：0.025％?0.035％、V：0.09％?0.15％、Ti：0.01％?0.015％、(Nb+V+Ti)0.2％、Alt＜0.02％、S＜0.003％、P＜0.008％，余量為鐵和不可避免的雜質。本發明提高了耐火鋼的屈服強度和高溫力學性能。

技術領域

本發明涉及低碳空冷貝氏體耐火鋼技術領域，尤其涉及一種高強度低碳貝氏體耐火鋼及其制備方法。

背景技術

隨著現代化建筑工業的迅猛發展，表面涂覆耐火涂層來提高建筑材料耐火性的方法已經逐漸被人們所摒棄，主要原因是表面涂覆層會提高生產成本，表面耐火涂敷層會對人們的身體健康造成影響，加大對環境的污染。因此，人們逐漸嘗試從建筑材料自身的角度出發來提升建筑物的耐火性能，其中重要的一個方向就是加強對耐火鋼的開發。所謂耐火鋼，是指一般規定在600℃、時間1～3h內的屈服強度大于室溫屈服強度的2/3，用于鋼結構建筑或高層大型建筑的在一定條件下具有防火抗坍塌功能的工程結構鋼。

高強耐火鋼在服役遇火過程中，其主要是通過以下兩方面因素的作用來實現其高溫力學性能的提高：第一，對鋼材進行適當的微合金化，保證鋼材在高溫600℃下有析出粒子釘扎晶粒，有效抑制微觀組織發生回復再結晶。第二，采取低碳貝氏體鋼控制技術，獲得高強高性能的同時，利用貝氏體鋼中溫轉變進一步提高微觀組織的穩定性和良好的焊接性。

現有技術中，用來提高鋼材高溫耐火性能的合金元素主要有Nb、Mo、Cr、V、Ti等；Nb元素和Mo元素的復合添加是提高鋼高溫性能的有效途徑；Ti元素和V元素在耐火鋼中的作用與Nb元素的作用相似，在增加鋼的高溫強度同時，還對鋼材焊接后的塑韌性有著積極的作用。目前，耐火鋼主要有Mo-Nb、Mo-Nb-Ti、Mo-V、Mo-Cr-Nb-V合金系鋼等。其中，碳含量低、高純度、微合金化和超細晶化是現代物理冶金技術發展的趨勢。耐火鋼作為一種焊接結構用鋼為了改善鋼材的焊接性，希望其碳含量較低以獲得良好的焊接性能。

經檢索，CN103710622A公開了屈服強度690MPa級低屈強比抗震鋼及其制造方法，其重量百分比化學成分為：C：0.05～0.13wt.％、Si：0.00～0.50wt.％、Mn：1.50～2.50wt.％、P：0.012wt.％、S：0.006wt.％、Mo：0.15～0.50wt.％、Nb：0.02～0.12wt.％、V：0.00～0.15wt％、Ti：0.01～0.025wt.％、B：0.0010～0.0030wt.％、Al：0.01-0.06wt.％，余為Fe和不可避免的雜質，再加入以下一種或多種合金元素：Cu：0.00～0.80wt％、Cr：0.00～0.50wt％、Ni：0.00～1.00wt％，并且鋼中合金元素的總添加量應不大于5％。該鋼種通過控軋控冷以及兩相區的等溫熱處理得到屈服強度為690MPa級的低屈強比抗震鋼板，兩相區生產溫度控制窗口窄導致生產工藝控制難度大，且該鋼種不具備良好的耐火性能，限制鋼種實際生產推廣。