[发明专利]一种高强度建筑结构用抗震耐火钢及其制备方法

说明书

一种高强度建筑结构用抗震耐火钢及其制备方法，属于建筑钢领域。其化学成分为：C：0.04～0.08％，Mn：1.0～1.5％，Si：0.15～0.60％，Cr：0.2～0.7％，Mo：0.10～0.60％，Ti+V+Nb≤0.35％，Al：0.01～0.05％，Cu：0.1～0.6％，Ni：0.1～0.6％，P:≤0.008％，S：≤0.002％，余为铁和不可避免的微量的化学元素。通过转炉或电炉冶炼，铸造采用连铸，轧制采用中厚板轧机，轧后钢板通过在α+γ相区保温后淬火以及回火的热处理工艺，通过调控贝氏体、马氏体和铁素体的组织比例来控制材料的强度和屈强比；屈服强度≥690MPa，抗拉强度850～950MPa，屈强比﹤0.85，断后延伸率≥20％，‑40℃KV2≥150J，600℃保温3h后的屈服强度大于室温屈服强度的2/3，可广泛应用于高层、超高层同时要求高强度及抗震、耐火等要求的建筑钢。

技术领域

本发明属于建筑用结构钢领域，具体地属于一种高强度建筑结构用抗震耐火钢及其制备方法。

背景技术

目前国内及国际上高层钢结构建筑不断的涌现，不单是数量剧增，而且高度也不断提高，随着建筑钢结构的快速发展，国内屈服强度460MPa级别及以下的抗震建筑结构用钢的中厚板已经进入普遍应用和推广的阶段。注重高强度、高性能、大型化、功能化建筑用钢已经成为发展趋势，出于对建筑物的安全性以及实际寿命周期等考虑，对于建筑钢的抗震、耐火性能提出更高的要求。

近年来地震频发，钢材的抗震性能备受关注，作为钢材的屈服强度与抗拉强度比值的屈强比，是评判钢材抗震性能的一项重要指标。出于抗震性能的考虑，目前690MPa级抗震建筑钢的屈强比都要求小于0.85，高强度低屈强比既能够满足建筑要求，又能确保具有足够的安全性。但是伸长率不低于14％，-40℃KV2≥47J，在钢结构建筑日益大型化的今天，已经不能很好的满足设计需求。

钢结构耐火性能的提升，现在大多采用在钢结构的表面喷涂防火涂层，但是防涂层的厚度太薄，对耐火性能的提升不够，太厚又使得成本剧增。若钢结构自身能够有很好的耐火性能就能很好解决这个问题，因此耐火刚的研制是有着十分重要的意义。

经检索，公开号为CN103710622A的文献，公开了屈服强度690MPa级低屈强比抗震钢及其制造方法，其重量百分比化学成分为：C：0.05～0.13wt.％、Si：0.00～0.50wt.％、Mn：1.50～2.50wt.％、P：0.012wt.％、S：0.006wt.％、Mo：0.15～0.50wt.％、Nb：0.02～0.12wt.％、V：0.00～0.15wt％、Ti：0.01～0.025wt.％、B：0.0010～0.0030wt.％、Al：0.01-0.06wt.％，余为Fe和不可避免的杂质，再加入以下一种或多种合金元素：Cu：0.00～0.80wt％、Cr：0.00～0.50wt％、Ni：0.00～1.00wt％，并且钢中合金元素的总添加量应不大于5％。该钢种通过控轧控冷以及两相区的等温热处理得到屈服强度为690MPa级的低屈强比抗震钢板，虽然其屈强比较低，但该钢种不具备良好的耐火性能，且Mn含量较高，限制钢种的焊接性能。

经检索，公开号为CN103695773A的文献，公开了屈服强度为690MPa级耐火耐候抗震建筑用钢及其生产方法。其组分及重量百分比含量为：C：0.051～0.155％，Si：0.20～0.60％，Mn：1.82～2.55％，P：≤0.008％，S：≤0.002％，Nb：0.081～0.090％，Ti：0.010～0.025％，Mo：0.41～0.60％，W：0.08～0.10％，Mg：0.0071～0.0095％，O：≤0.0010％，其余为Fe及不可避免的夹杂；另添加有Sb：0.08～0.1％或Zr：0.08～0.12％或两种以任意比例的混合物。该钢种合金添加有W、Zr，成分高，成本大；为了提高强度，Mn含量相对较高，因此其焊接性能收到一定影响，测试为-20℃的冲击功，因此在更低更严苛温度下，其冲击韧性有待进一步考证。

发明内容