[发明专利]345MPa级高层建筑结构用钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属特种钢及其冶炼技术领域，涉及一种高层建筑用结构钢板，尤其指屈服强度≥345MPa，厚度>80mm的低屈强比高层建筑用结构钢板及其生产方法。 

背景技术

随着高层建筑的兴起，使得高层建筑用结构钢板需求越来越大，特别是特厚钢板的需求在不断增加。由于高层建筑结构受力复杂，要求采用的钢板具有良好的塑性和韧性、较低的屈强比，较窄的屈服强度波动范围、优良的焊接性能和抗层状撕裂性能等特点。 

目前，国内建筑结构用钢已广泛应用。专利号为200810104298.5的发明专利公开说明了一种高层建筑用钢板，该钢材特征在于：化学成分按重量百分比为C：0.12～0.17%，Si：0.30～0.45%，Mn：1.35～1.55%，P≤0.022%，S：≤0.010%，Alt：0.020～0.050%，V：0.030～0.10%。该钢材屈服强度大于345～465MPa，抗拉强度490～610MPa，0℃V型缺口夏比冲击功≥34J，屈强比小于0.80，但钢板最大厚度仅到60mm。 

专利申请号为200910241507.5的发明专利公开说明了一种低成本建筑结构用钢板及其生产方法，其化学成分组成为：C0.14～0.17%，Si0.20～0.50%，Mn1.30～1.50%，P≤0.012%，S：≤0.005%，Alt0.020～0.060%，不添加Nb、V、Ti、Ni、Cr、Mo等贵金属元素，完全通过C-Si-Mn-Al化学成分达到Q345GJ强度等级要求，成本低。但生产的厚度规格仅为20～90mm热轧态钢板，且热轧态钢板较正火态性能波动大，特别是厚规格钢板组织均匀性方面较差。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种345MPa级高层建筑结构用钢板及其生产方法，钢板厚度>80mm。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种345MPa级高层建筑结构用钢板，该钢板按重量百分比由以下化学成分构成：C：0.15～0.20%、Si：0.20～0.50%、Mn：1.35～1.60%、P≤0.015%、S：≤0.005%、Als：0.015～0.055%、Nb：0.035～0.060%、Ti：0.010～0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质。 

优选地，上述345MPa级高层建筑结构用钢板按重量百分比由以下化学成分构成：C：0.15～0.19%、Si：0.30～0.50%、Mn：1.40～1.55%、P≤0.015%、S：≤0.005%、Als：0.015～0.040%、Nb：0.040～0.055%、Ti：0.010～0.030%，余量为Fe及不可避免的杂质。 

上述345MPa级高层建筑结构用钢板的碳当量≤0.42%，屈服强度为350～455MPa，抗拉强度为530～600MPa，延伸率为25～40%，屈强比小于0.80，-20℃V型缺口夏比冲击功≥90J，Z向断面收缩率≥53%；钢板厚度>80mm。 

以下详述本发明中化学成分的设计原理： 

本发明C含量在0.15～0.20%，碳是钢中主要强化元素，C的固溶强化效果很强，但对抗拉强度的提升比屈服强度要大很多。高建钢对屈强比有严格的规定，要获得较低的屈强比，因此C含量不能高。通过大量试验，在保证屈强比、碳当量符合标准的前提下，确定C含量控制在0.15%～0.20%范围内。 

本发明中Si含量在0.20～0.50%，Si是钢中的脱氧剂，可起到固溶强化作用，显著提高抗拉强度和较小程度提高屈服强度，改善材料的屈强比，但同时在一定程度上降低钢的韧性、塑性。通过大量试验，确定Si含量控制在0.20%～0.50%之间。 

本发明中Mn含量选择在1.35～1.60％。Mn对提高钢的强度，降低钢材脆性转变温度，改善冲击韧性起着重要的作用。Mn含量偏低，强度不够，过高则影响钢板的冷冲压和焊接性能。通过大量试验，确定将Mn含量控制在1.35～1.60％。 

本发明中P含量≤0.015％，P提高钢的强度，P含量高则降低钢的塑性，对焊接性能不利，并增加焊裂的敏感性。因此应尽量降低P含量。 

本发明中S含量≤0.005％。S在高层建筑结构用钢中是有害的元素，S容易和Mn反应生成硫化物夹杂而存在钢中，沿着钢板的轧制方向延伸，形成严重的带状，降低钢的塑性、冷成型性和冲击韧性。因此应尽量降低S含 量。