[发明专利]一种超低成本的低屈服点钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及到钢铁技术领域，具体的说是一种超低成本的低屈服点钢及其生产方法。

背景技术

目前结构抗震设防的三原则为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。但是在地震时，虽然有大量建筑物没有倒塌，但是已经发生严重变形不能继续使用。为了降低地震带来的损失，研究人员在建筑物抗震方面作了大量研究工作，使用消能抗震构件可以使建筑结构抗震性能更上一层楼，全面实现“小震经济、中震不坏、大震易修、余震不倒”。

地球上每年都有大量的地震发生，给人类的生命和财产造成了巨大损失。我国自从唐山大地震后，我国就对城市建筑和抗震标准进行了严格规定。但是在强烈地震时，仍然有大量建筑物倒塌。为了降低地震带来的损失，研究人员在建筑物抗震方面作了大量研究工作。随着建筑物抗震技术的发展及对抗震机理的深入分析，消能抗震成为建筑物抗震技术的一个发展趋势。

随着钢结构建筑事业的发展，提高钢结构的抗震性能成为保证建筑安全的必要措施之一；而消能阻尼器利用软钢良好的滞回性能耗散输入的地震能量，地震时，这些阻尼器先于其他结构材料热处理技术件承受地震载荷作用，并首先发生屈服，靠反复载荷滞后吸收地震能量，抗震效果更好，用于制作这些消能阻尼器的低屈服点钢从而成为抗震用钢的一个新钢种。

目前市场上低屈服点钢按照级别可以分为三种：100MPa级、160MPa、225MPa，首先研发的国家是日本，国内研发的企业主要有宝钢、鞍钢，武钢等等，以下是与之相关的专利：

公开号为：JP2004339548A的日本专利公开了一种225MPa或235MPa低屈服点钢和它的生产方法，该产品的化学成分重量百分比为：C:0.005～0.04％，Si≤0.5％，Mn≤1.0％，P≤0.02％，S≤0.01％，Ti：0.01～0.1％，Cr：0.05～1.0％，Al≤0.06％和N≤0.006％，余量为铁和不可避免的杂质，该产品采用较低的C-Si-Mn为基础添加了Cr、Mo、Ni、Cu、B、Nb等合金中的一种或多种成分，成分比较复杂，对于工艺要求较高，添加了较多种类的贵重金属，成本较高，该设计使用贵重金属元素，成本高且对碳含量要求严格。

公开号为：JP09227936A的日本专利公开了低屈服点结构用钢板的生产，该发明采用极低C、Si、Mn和微量合金元素的复合添加成分设计，但除了微量的Ti外，还添加了Nb、B中的一种或多种，同时在热轧后需要高温进行粗化处理，增加了生产工序并提高制造成本。

公开号为：JP10324918A的日本专利公开了结构用低屈服点钢板的制造，该发明在低C、Si、Mn的基础上添加了Al、N、Ti等成分，并含有Nb、B中的一种或多种。通过低C设计，辅以轧后热处理，但是该方法增加了钢板的制造成本、冶炼难度。

公开号为：CN101775536A的中国专利公开了一种225MPa级抗震用低屈服强度钢及其制造方法，该发明采用低C,低Si-Mn的成分设计，并选择添加了Ti、Nb或V中的一种或者多种，该设计使用贵重金属元素，成本高。

公开号为：CN101781736的中国专利公开了一种屈服强度225MPa级抗震建筑用钢及其生产方法，该发明采用低C,低Si-Mn的成分设计，添加了Re、Mg等金属元素，该设计方案添加的合金冶炼难度较大、工艺难以控制，而且后续热处理时间长，增加了生产周期和成本。

因此，根据以上钢种性能及炼钢工艺存在的缺点及不足，现亟需一种冶炼难度小、工艺简单、成本较低、生产周期短的低屈服点钢及其生产方法。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种超低成本、工艺简单、生产周期短以及性能稳定的低屈服点钢及其生产方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种超低成本的低屈服点钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.005～0.05％，Si：0.15～0.25％，Mn：0.1～0.5％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明所述的超低成本的低屈服点钢屈服强度很低，同时对碳含量的控制是为了有效降低屈服强度、并保证高的延展率、良好的低温韧性及焊接性能，必须尽量降低合金元素的添加量、减少强化因素，实现各元素的合理匹配，因此本发明各组分限定范围的原因如下：

C：碳是钢中最常规的合金元素，碳对强度的贡献很大，在本发明中，考虑到冶炼难度和成本，碳含量控制在0.005～0.05％的范围内。