[发明专利]一种复合型抗震耐火建筑用钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种复合型抗震耐火建筑用钢，其重量百分比化学成分为：C：0.08‑0.16%，Si：0.15‑0.55%，Mn：0.50‑1.80%，Mo：0.10‑0.50%，Nb：0.02‑0.15%、V：0.00‑0.12%，Ti：0.01‑0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质，本发明还设计了一种复合型抗震耐火建筑用钢及其制造方法；本发明所设计的一种复合型抗震耐火建筑用钢及其制造方法能够降低合金使用成本，具有高强度、高韧性、抗震、智能耐火及抗大线能量焊接等复合性能。

技术领域

本发明涉及一种复合型抗震耐火建筑用钢及其制造方法，属于低合金钢制造领域。

背景技术

高层、大跨度、安全性高、节约环保是现代大型建筑的发展趋势，钢结构重量轻、施工快、空间大、舒适美观、抗震性好、可循环利用，在高层建筑和大型公共场所建筑中应用越来越多，但是普通建筑用钢的耐火性能很差，随着温度的上升，其屈服强度下降较快，特别是在350℃以上高温时陡降，不具备承重能力，因此必须喷涂很厚的耐火涂层对钢结构进行保护，喷涂耐火涂层使钢结构建筑成本成倍增加，且延长工期，喷涂作业的飞溅还造成环境污染，减少使用或不使用耐火涂层成为开发耐火钢的驱动力。

由于Mo是提高高温强度的有效合金元素，20世纪80年代以来，日本率先研制并推出Mo系商用耐火钢板，耐火钢600℃的高温屈服强度必须不低于室温标准屈服强度的2/3，成分体系以Mo-Nb系和Mo-Nb-Cr系两种为主，主要利用Mo强烈的高温固溶强化作用，保证600℃以下的高温强度，通常添加0.5wt.%Mo和采用约0.01-0.06wt.% 的Nb微合金化。

韩国与中国国内耐火钢也大多添加Mo或Mo+Nb，为降低合金成本，Mo含量有所下降，但仍然在0.3wt.%左右，如 “一种耐火钢及其制备方法”（申请号：200810179362.6）、“一种高性能建筑结构用耐火钢板及其制造方法”（申请号：200910011963.0）、“低成本高强高韧抗震耐火钢及其制备工艺”（申请号：201110080774.6）等申请专利中的Mo含量为0.2-0.4wt.%，其中“一种耐火钢及其制备方法”还添加了0.05-0.12wt.%V，但是该专利主要通过控制终冷温度为550-650℃，并保温1-2小时，以控制耐火钢的组织组成，同时还可以促使V在缓慢冷却或保温过程中析出增强耐火钢的室温性能；这些专利涉及的耐火钢合金成本高，只关注常温或高温性能，不考虑抗大线能量焊接性能，不具有高强、高韧、抗震、耐火、易焊接等复合性能特征。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提供一种能够降低合金使用成本，具有高强度、高韧性、优异的焊接性及智能耐火性能的经济型建筑用抗震耐火钢及其制造方法。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种复合型抗震耐火建筑用钢，其重量百分比化学成分为：C：0.08-0.16%，Si：0.15-0.55%，Mn：0.50-1.80%，Mo：0.10-0.50%，Nb：0.02-0.15%、V：0.00-0.12%，Ti：0.01-0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质。

碳：本发明中的抗震耐火钢采用低碳成分设计，碳含量范围为0.08-0.16%，有效解决了碳含量较高对钢的冲击韧性尤其是上平台冲击功不利、明显损害焊接性能这一技术问题；

硅：本发明钢的硅含量范围为0.15-0.55%，成分利用Si对强度的提升，并有效防止了过量的Si对于钢的韧性及焊接性能的恶化；

锰：本发明钢Mn含量范围为: 0.50-1.80%，不仅扩大了微合金碳氮化物在奥氏体中的固溶度积，避免过多的微合金碳氮化物在轧制过程中形变诱导析出，同时防止在铸坯中的偏析倾向增加而对焊接性能造成的不利；