[发明专利]建筑用低屈服强度抗震钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，尤其是一种建筑用低屈服强度抗震钢板及其生产方法。

背景技术

抗震设计主要是通过合理分配地震的惯性力和能量来降低地震的损害。抗震技术分为两种：结构抗震技术和耗能抗震技术。结构抗震技术主要是通过建筑物柱梁的变形来吸收地震能以实现抗震的目的，即依靠结构件本身的性能来抵御地震的破坏作用。但是这种传统的结构抗震技术有着一定的缺陷，基于这种抗震技术的前提下，要想提高建筑物的抗震级别就要求结构支撑构件尺寸做得越大越好，但是这样既增加建筑成本又影响建筑物的美观。

耗能抗震技术是一种新的抗震技术，它主要是通过消能阻尼器吸收地震能量。地震时，这些抗震设备装置先于其他结构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，保护主体结构及建筑的安全，耗能抗震技术已经成为抗震技术的一个发展趋势。

低屈服点抗震用钢以其夹杂极低、超低屈服点、屈服范围窄（±20MPa）、高延展性、高韧性和重复疲劳特性等特点而著称，具有良好的抗震性能，是耗能抗震设计中主要部件的制作材料，多用于地震多发带的国家和地区以及重大场馆建设。近年来全球范围内多处地方发生严重的地震灾害，随着对建筑抗震要求的逐渐提高，低屈服点抗震用钢板的需求量将越来越大。因为建筑用低屈服强度抗震钢板的强度范围窄、各项性能要求严格，所以其生产难度极高，目前我国此类抗震用钢多依赖进口。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高性能的建筑用低屈服强度抗震钢板；本发明还提供了一种工艺简单的建筑用低屈服强度抗震钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明化学成分的质量百分比含量为：C0.010～0.060%，Si0.01～0.05%，Mn0.30～0.60%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ti0.01～0.05%，N≤0.006%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述抗震钢板的屈服强度在205～245MPa。

本发明方法包括轧制工序和热处理工序，所述抗震钢板化学成分的质量百分比含量如上所述；

所述轧制工序：钢坯加热温度1130～1250℃，采用两阶段控制轧制工艺，粗轧温度区间1020℃～1120℃，待温厚度大于成品厚度的两倍；精轧开轧温度900℃～960℃，终轧温度控制在850℃～910℃；

本发明方法所述热处理工序：加热温度840℃～920℃，保温时间根据钢板厚度按1～2.5min/mm计算，钢板出炉后空冷至室温。

本发明及其方法采用超低C-超低Si-低Mn-Ti微合金化，利用Ti在钢中可依次形成TiN、Ti₄C₂S₂、TiS和TiC的特性，消除钢中自由的C,N原子，降低珠光体的形成，从而降低屈服强度。同时TiC、TiN等颗粒的粗化使其失去了晶界钉扎效应，增大了晶粒粒径，降低了晶界强化效果。控制P、S和N等钢中杂质元素，确保钢板韧性优良。优化轧制工艺，将成品微观组织控制为单一的铁素体组织，平均晶粒度控制在在40～80um之间。从而确保钢板屈服强度在205～245MPa之间，抗拉强度在300～400MPa之间，延伸率大于50%，具有良好的低周疲劳特性、焊接性能、低加工硬化率等要求。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明的化学成分中不含贵金属元素，冶炼成本低，生产过程中不需要添加任何设备，工艺简单，具有很强的适应性和推广价值，同时具有较高的性价比和良好的市场前景。

（2）采用本发明方法生产的建筑用低屈服强度抗震钢板屈服强度在205～245MPa之间，抗拉强度在300～400MPa之间，延伸率大于50%，具有良好的低周疲劳特性，各项指标完全达到抗震性能要求。

（3）本发明方法通过合理的成分设计、轧制工艺及热处理手段，使得钢板具有优良的焊接性能，满足高建钢对焊接性能的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是实施例1所得抗震钢板的显微组织图；

图2是实施例2所得抗震钢板的显微组织图。

具体实施方式

实施例1：本建筑用低屈服强度抗震钢板采用下述化学成分以及生产工艺。

化学成分（wt）：C0.026%，Si0.041%，Mn0.58%，P0.01%，S0.005%，N0.0050%，Ti0.034%，余量为Fe和不可避免的杂质。

生产工艺：（1）采用常规冶炼、连铸工艺制备钢坯；钢坯厚度220mm。