[发明专利]一种屈服强度≥550MPa的低屈强比结构用钢及其生产方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种工程结构用钢及其生产方法，具体地属于屈服强度≥550MPa的低屈强比结构用钢及其生产方法。

背景技术

    传统的高强钢材一般采取淬火+回火的方式生产，在强度提高的同时屈强比也在不断提高，尤其当抗拉强度达到600MPa以上时，其屈强比就已经达到0.90以上，塑性指标也下降至20%以下，基于安全方面的考虑，桥梁、管线、建筑工程用钢均对钢板的屈强比有所限定，尤其是高层建筑和公共大型建筑必须具有良好的抗震能力，即对使用钢材的屈强比（0.85以下）和塑性指标（20%以上）具有严格的限定，显然，传统高强钢较高的屈强比和较低的延伸率限制了这类钢材在该类工程中的推广应用。而近年来，曾有文献报道采用两相区淬火+回火方式生产的钢板满足该类工程的技术要求，其金相组织类型为铁素体+马氏体，利用软相铁素体组织的合理比例来达到低屈强比的目的。其存在的不足是热处理的工艺窗口较窄，在实际生产中不易控制，甚至需要进行多次热处理过程，大大延长了生产工艺流程，增加了生产成本，不利于推广应用。

经检索：中国专利申请号为200910061106.1的专利文献，公开了一种高强度低屈强比焊接结构钢及其生产方法，其不足是必须含有较高的Cr、Ni等贵重合金元素，且需要进行消除应力回火处理，对钢板的延伸率也不做要求。

中国专利申请号为201010599469.3的专利文献，公开了一种800MPa级低屈强比结构钢板及其生产方法，该钢须含有较多的Cu、Ni元素，合金成本高，且钢板必须进行回火处理，增加了工艺生产成本。

专利号为EP20010930007的专利文献，公开了“THICK STEEL PLATE BEING EXCELLENT IN CTOD CHARACTERISTIC IN WELDING HEAT AFFECTED ZONE AND HAVING YIELD STRENGTH OF 460MPa OR MORE”，该发明钢采用直接淬火+回火或TMCP工艺路线生产，但采用直接淬火+回火生产的钢板仅有部分屈服强度在550MPa以上，且屈强比在0.84-0.90之间，不具有抗震性能，生产工艺成本也较高；采用TMCP生产的钢板屈服强度全部在550MPa以下，强度级别较低，且其屈强比在0.79-0.88之间，抗震性能较差。上述两种工艺生产的钢板均对单位面积的Mg和Al的氧化物颗粒数进行限制，控制难度较大，不利于在各冶金行业推广生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种R_P0.2≥690MPa，Rm≥800MPa，延伸率A≥22%，-20℃KV₂≥180J，R_P0.2/Rm≤0.80，且生产工序简单，成本低，易于大规模生产的屈服强度≥690MPa的低屈强比结构用钢及其生产方法。

实现上述目的的技术措施：

一种屈服强度≥550MPa的低屈强比结构用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.03-0.10%，Si：0.30-0.60%，Mn：1.40-2.00%，P≤0.010%，S≤0.005%，Mo：0.10-0.50%，Cr：0.10-0.40%，Nb：0.040-0.10%，Ti：0.008-0.025%，Als：0.015-0.055%，Ca：0.0010-0.0080%，Mg：0.0005-0.0050%， N：10-30×10^-4%， O：5-25×10^-4%，其余为Fe及不可避免的杂质；同时满足： Ca/S=1.2-2.8, 2Cr+Mn=2.00-2.60%,Als/N=12-20，Pcm=C+Si/30+Mn+Cu+Cr）/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B≤0.25%；力学性能为：R_P0.2≥550MPa，Rm≥700MPa，延伸率A≥25%，-20℃KV₂≥200J，R_P0.2/Rm≤0.80。

其在于：添加有重量百分比含量为：V≤0.10%，Ni≤0.30%，B≤0.0020%。

生产一种屈服强度≥550MPa的低屈强比结构用钢的方法，其步棸：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热并保温，加热温度控制在1180~1220℃；

3）进行粗轧：1160-1180℃，总压下率为60-80%，粗轧结束温度为1040-1080℃；