[发明专利]一种含稀土的460MPa级建筑用抗震耐蚀耐火钢的制备方法

说明书

本发明提供了一种含稀土的460MPa级建筑用抗震耐蚀耐火钢的制备方法，属于建筑钢领域。其化学成分为：C：0.085‑0.115％，Mn：1.20‑1.40％，Si：0.25‑0.35％，Cr：0.35‑0.55％，Mo：0.01‑0.10％，Nb：0.02‑0.06％，V：0.02‑0.06％，Cu：0.10‑0.20％，Ni：0.1‑0.3％，P：0‑0.01％，S：0‑0.01％，RE：0.05‑0.10％，其余为Fe和不可避免的微量的化学元素。采用真空冶炼并浇铸成坯，一阶段热轧成型，空冷至室温。本发明通过添加稀土元素，能有效调控钢材组织，所制得的钢屈服强度Rel≥460MPa，抗拉强度Rm≥570MPa，屈强比低于0.75，延伸率A≥25％，冲击吸收功Akv(‑40℃)≥80J，相对腐蚀速率(以Corten A为标准)低于60％，可有效减小贝氏体岛状物尺寸、增加铁素体中的析出速度和数量、减小点腐蚀的发生，达到提升钢的抗震、耐蚀、耐火性能的目的。在建筑用钢领域具有一定实际意义。

技术领域

本发明涉及建筑用结构钢领域，尤其涉及一种含稀土的460MPa级建筑用抗震耐蚀耐火钢的制备方法。

背景技术

钢结构建筑具有节能环保、抗震性好、重量轻、施工快和舒适美观的优点，因此被广泛应用于高层建筑、大型公共建筑、高档住宅等消防安全要求较高的地方。其中，460MPa级的钢材可满足实际使用需求，具有一定代表性。

近年来，国内460MPa级建筑用钢发展迅速。虽然厚板已经进入普遍应用和推广的阶段，但能够同时具备优异的耐火、耐蚀性能，并且还具有良好的抗震性能的结构钢相对更少，因此其研发具有一定的实用价值与现实意义。

经检索，公开号为CN13354273A的文献，公开了《一种高性能耐火耐候建筑用钢及其生产方法》，该文献含有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ti、Als、N、O、Cr、Ni、Cu、Ca、B，此外还含有Nb、V、RE中的一种或一种以上，余量为Fe；该文献提及的钢具有高强度、高韧性、优良的耐火、耐候性能，但由于含有较多P含量，将会导致焊接性能变差，且需进行正火+回火处理，工艺路线复杂，成本相应升高。且添加B，易产生偏聚，影响韧性。

经检索，公开号为CN110241361A的文献，公开了一种460MPa级抗震耐火建筑H型钢及其制备方法。其化学成分为:C:0.06-0.08％，Mn:1.4-1.6％，Si:0.15-0.25％，Cr:0.3-0.5％,Mo:0.20-0.35％,Nb:0.02-0.04％，Ti:0.1-0.15％，V:0.06-0.11％，Cu:0.25-0.30％，Ni:0.30-0.35％，P:0.012％，S:0.002％，其余为铁和不可避免的微量的化学元素。其采用常规真空冶炼并浇铸成坯；对铸坯进行加热；热轧成H型钢，空冷至室温，得到双相组织。该发明钢中Mo、Ti、V等含量较高，这种成分体系相对成本较高，并且Ti的大量添加，实际生产时韧性难以控制，并且实际使用时耐蚀性能是一项重要指标，对比的发明中没有相关描述。相比之下，本文所述发明通过显著降低Mo含量以及无Ti处理，可以节约成本；降低Cu、Ni含量，添加一定量的稀土元素，除获得优异的耐火性能外，使得到的钢具有更好的耐腐蚀性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种含稀土的460MPa级建筑用抗震耐蚀耐火钢的制备方法，其性能能够满足GB/T 1591-2018《低合金高强度结构钢》要求，交货状态为热轧态，热处理工艺简单，工艺窗口较宽，屈服强度Rel≥460MPa，抗拉强度Rm≥570MPa，屈强比低于0.75，延伸率A≥25％，冲击吸收功Akv(-40℃)≥80J，相对腐蚀速率(以Corten A为标准)低于60％。

本发明通过添加稀土元素，使其在脱硫、脱氧、夹杂物变性等方面起作用，减少点腐蚀的发生，并促进保护性锈层的生成，从而优化耐蚀性能；稀土元素可使贝氏体钢中粒状贝氏体的岛状物更加细小且聚集，增强屈强比，即抗震性能；稀土元素还可以降低奥氏体中第二相的析出速率，增大其在铁素体区的析出速度与数量，从而提升高温性能。