[发明专利]用作建材的冷轧钢带和热浸镀冷轧钢带及它们的制造方法

说明书

本发明涉及可作建材使用的冷轧钢带和热浸镀钢带，同时还与这两种钢带的制造方法有关。

耐火涂层已经应用于有防火构造必要的建筑物表面上，以便在失火时防止钢材温度升高。一种在高温下有高强度的所谓“耐火钢”如今被采用，建筑物即使在钢材被加热到接近600℃的高温时仍保持稳定。采用这种耐火钢能少用或者不用耐火涂层。高温强度通常以高温下的屈服强度表示。

迄今已被用作建筑物主构件的这种耐火钢材通常是热轧薄钢板中相对较厚的那种。虽然这种用途的钢材也部分采用冷轧钢带制成的有或没有热浸镀的薄钢板。

建筑物结构中除了主构件外，辅构件、屋顶和墙壁也需要钢材。这些构件常常采用冷轧薄钢板和热浸镀冷轧薄钢板。当这类钢材由于其高温强度的提高而改进耐火性能时，那末它们理所当然也能和主构件一样有相同的好处。在此意义上，也需要冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带有极好的耐火性能。

这样的冷轧薄钢板是将热轧钢带经冷轧，退火，热浸镀等工序加工而成。这种薄钢板有时以重载加工成实际用途所需的建筑构件。因此，薄钢板应当具有好的可成形性和适度的高温强度。

本发明旨在提出可用作耐火建筑构件的钢材。这种钢材可做成高温强度和可成形性极好的冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带。极好的高温性能的获得是靠对钢带合金成份的控制并给钢带产生塑性应变而进一步提高。

最新提出的用作耐火建筑构件的钢带的基本成份如下。0.01-0.25重量(wt.)％的碳，高达1.5重量％的硅，0.05-2.5重量％的锰，高达0.1重量％的磷，高达0.02重量％的硫，0.005-0.1重量％的铝，0.05-1.0重量％的钼，其余基本上是铁，还有一些不可避免的杂质。钢带中可以含0.005-0.2重量％的一种或几种钛、铌、钒和钨等元素，和/或一种或几种0.05-0.6重量％的铜，0.05-0.6重量％的镍、0.05-3.0重量％的铬和0.0003-0.003重量％的硼等元素。

用作耐火建筑构件的冷轧钢带，其制造过程如下：具有特定成份的扁坯在1000-1250℃下加热，在800-950℃时热轧，在400-700℃时卷曲，酸洗，以40-90％的压缩比冷轧，然后在高于再结晶温度低于950℃的温度范围内退火。可以应用箱式退火或者连续退火。

用作耐火建筑构件的热浸镀冷轧钢带的制作过程如下：以同样方法获得的冷轧钢带在连续热浸镀装置中以高于再结晶温度低于950℃的温度连续加热，然后浸入热浸镀池内。

任何一种冷轧钢带或热浸镀薄钢板都可以分别在退火或热浸镀之后以在钢带中产生1-5％的塑性应变的轻微负载进一步冷轧。从工业观点来看，以小负载冷轧，是最切合实际的，虽然用拉伸载荷或矫直也能使钢带中产生塑性应变。进一步冷轧有助于提高已有钢带的高温性能。

图1中的曲线显示经过退火后冷轧压缩比与室温及600℃下性能的关系。

本发明人已经研究并测试了合金元素对耐火钢构件所需高温强度的影响，同时又不使可成形性变坏。

设计用作耐火建筑构件的热轧钢带，其高温性能可通过加入诸如钼、钨、钛或铌这样的合金元素得到提高，这些合金元素溶于钢基体中并作为金属间化合物析出。另一方面，冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带在冷轧后以高于再结晶点的温度退火以提高可成形性，因为冷轧过的钢带可成形性差。

冷轧过后的退火能有效地提高高温强度归结于钼的加入，钼起的作用和在用于耐火建筑构件的普通热轧钢带中一样，但是该用途所需的高温强度常常达不到。

本发明人认为，高温强度不够是由于冷轧后退火时意外的析出等原因引起的。就是说，冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带的金相情况与热轧钢带不同，因为它是经过了冷轧和退火处理的。在这一意义上，简单地将推荐给热轧钢带的合金设计用到冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带上，只是冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带与热轧钢带在厚度上不同，看来是不大可行的。

考虑到冷轧钢带或热浸镀冷轧钢带的金相滞后现象，本发明人已经发现，钼的加入是迄今所推荐的合金设计中最有效的办法，并利用钼在特定成份中的溶解和析出获得有利的合金设计以提高高温性能。耐火性能和高温性能还可以通过一起加入钛、铌、钒、钨等碳化物形成元素而进一步提高。用作建筑构件所需钢带的可成形性由退火或热浸镀阶段的控制来保证。