一种低成本160MPa级抗震用钢及其生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，具体涉及及一种低成本低屈服强度抗震用钢及其生产 方法。
【背景技术】
[0002] 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。目前抗震 技术分为两种:传统结构抗震技术和低成本耗能抗震技术。传统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，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，这样既增加建筑成本又影响建筑物的美观。低成本耗能抗 震技术是通过消能阻尼器吸收地震能，即该抗震装置先于其他结构件承受地震载荷作用， 先发生屈服，依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。可见，低成本 耗能抗震技术已经成为现今抗震技术的发展趋势。
[0003] 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，低屈服强度抗震用钢因其超低屈服强度、屈服范围窄、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，故此种钢 材料必将在抗震领域发挥更加重要的作用。目前国内只有少数几家钢铁企业成功开发出该 类钢种。
[0004][0005][0006] 因此，由上可见在成分上、工艺上、性能上仍存在不同程度的缺点，现亟待开发出 一种成本较低、冶炼难度小、工艺简单的160MPa级低屈服强度钢及其生产方法。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种低成本160MPa级抗震用钢板;并提供一种超 低成本、满足更高性能要求的低屈服强度钢板的生产方法。
[0008] 钢板性能主要通过成分设计、乳制变形量、乳制温度、后续热处理等控制技术控制 组织类型和晶粒尺寸。为降低钢板的屈服强度，必须消除如晶界强化、固溶强化、位错强化 和析出强化等强化手段。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:一种低成本160MPa级抗震用钢， 其由下述重量百分含量的化学成分组成:C < 0.01%，Si < 0.08%，Mn < 0.50%，P < 0.010%，S < 0.005%，Ti : 0.020~0.035%，Alt: 0.020~0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0010] 本发明所述成品钢板的厚度< 8〇mm。
[0011] 本发明还提供一种低成本160MPa级抗震用钢的生产方法，其过程包括冶炼、连铸、 加热、控乳控冷乳制工序;钢水冶炼后制得连铸坯，所得连铸坯由下述重量百分含量的成分 组成：C < 0 · 01%，Si < 0 · 08%，Μη < 0 · 50%，P < 0 · 010%，S < 0 · 005%，Ti : 0 · 020~0 · 035%，A11: 0.020~0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0012]本发明所述控乳控冷乳制工序，采用II阶段乳制：1阶段乳制温度为1050~1200 °C ; II阶段的开乳温度为840~870°C，终乳温度为790~820°C。
[0013] 本发明所述控乳控冷乳制工序，I阶段中，单道次压下率2 15%，I阶段累计压下率 为57~89%，晾钢厚度为1.5~2.0Τ，Τ为成品的毫米厚度。
[0014] 本发明所述控乳控冷乳制工序，II阶段中，单道次压下率2 9%;两个阶段的乳制总 道次控制在8~12道次。
[0015]本发明所述控乳控冷乳制工序，7令却过程，采用ACC冷却，7令却速度为3~7 °C /s，上 下水比控制在1:1.2~1:1.9，钢板返红温度660~710°C。
[0016]本发明所述加热工序中，加热温度为1200~1250°C，加热系数10~12min/cm，均热 段在炉时间2 30min。
[0017] 本发明所述连铸工序中连铸坯厚度规格为350mm。
[0018] 本发明方法的原理为:本发明在低C、低Μη的基础上，单加适量微合金元素 Ti，其它 微合金元素和稀土元素不额外加入，少量存在则认为是残余。主要考虑是Ti是强烈的铁素 体形成元素，Ti也是强脱氧剂，使钢中生成较多Ti的氮化物或碳化物。该碳氮化物的存在， 可以在后期的乳制和热处理过程中阻止奥氏体晶粒的长大，从而改善钢的强度和冲击韧 性。并且，钛的氮化物或碳化物的存在还可以通过阻止热影响区的晶粒长大，进而有效提高 焊接性能。
[0019] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明成分简单，仅添加适量的微 合金元素 Ti，不加入￥、他、11、8、1%等多种贵重元素;生产成本相对低廉，增加了规模生产的 可能性。2、本发明具有更好的成分与强韧性的匹配，确保钢板具有优良的综合力学性能，所 得钢板的综合力学性能较好，屈服强度为140~180MPa，抗拉强度为220~320MPa，屈强比< 0.70,延伸率2 50%，-20°C的低温下板厚1/4和1/2的冲击功2 150J，可应用于制造耐低温 气候下的建筑耗能抗震部件中。3、本发明方法以低C加低Μη的基本成分、单加微合金元素 Ti，通过控乳控冷乳制工艺和热处理处理成功生产出最大厚度达80mm保较低温度性能的 160MPa级的钢板，降低了钢板的生产成本。
[0020]
【附图说明】
[0021]图1为实施例1钢板板厚1/4( 100X)的显微组织； 图2为实施例1钢板板厚1/2 (100X)的显微组织； 图3为实施例3钢板板厚1/4( 100X)的显微组织； 图4为实施例3钢板板厚1/2( 100X)的显微组织； 图5为实施例5钢板板厚1/4( 100X)的显微组织； 图6为实施例5钢板板厚1/2(100X)的显微组织。
【具体实施方式】
[0022] 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。
[0023] 本低成本160MPa级抗震用钢板的生产方法包括:冶炼、连铸、加热、控乳控冷乳制 工序。
[0024] 实施例1 一种低成本160MPa级抗震用钢，厚度20mm，化学成分组成见表1，余量为Fe和不可避免 的杂质。
[0025]上述抗震用钢生产方法包括：冶炼、连铸、加热、控乳控冷乳制工序，得到低成本 160MPa级抗震用钢，具体工艺过程如下： 按预定成分冶炼钢水，连铸获得350mm厚度规格的连铸坯。
[0026]冷却后的连铸坯进行加热，加热温度为1250°C，加热系数10min/cm，均热段在炉时 间40min。
[0027]控乳控冷乳制工序：采用Π 阶段乳制：1阶段乳制温度为1200°C，单道次压下率 15%，累计压下率为89%，中间待温厚度(晾钢厚度)40mm;n阶段的开乳温度为870°C，终乳温 度为820°C，单道次压下率9%;两个阶段的乳制总道次控制在10道次。
[0028] 乳后采用ACC冷却，冷却速度为7°C/s，上下水比控制在1:1.2,钢板返红温度710 Γ。
[0029]所得钢板力学性能结果见表2。
[0030] 实施例2 一种低成本160MPa级抗震用钢，厚度40mm，化学成分组成见表1，余量为Fe和不可避免 的杂质。
[0031] 上述抗震用钢生产方法包括：冶炼、连铸、加热、控乳控冷乳制工序，得到低成本 160MPa级抗震用钢，具体工艺过程如下： 按预定成分冶炼钢水，连铸获得350mm厚度规格的连铸坯。
[0032] 冷却后的连铸坯进行加热，加热温度为1200°C，加热系数10min/cm，均热段在炉时 间50min〇
[0033] 控乳控冷乳制工序：采用Π 阶段乳制：I阶段乳制温度为1050°C，单道次压下率 17%，累计压下率为77%，中间待温厚度(晾钢厚度)80mm;n阶段的开乳温度为850°C，终乳温 度为790°C，单道次压下率10%;两个阶段的乳制总道次控制在12道次。
[0034] 乳后采用ACC冷却，冷却速度为7°C/s，上下水比控制在1:1.9,钢板返红温度660 Γ。
[0035]所得钢板力学性能结果见表2。
[0036] 实施例3 一种低成本160MPa级抗震用钢，厚度60mm，化学成分组成见表1，余量为Fe和不可避免 的杂质。
[0037] 上述抗震用钢生产方法包括：冶炼、连铸、加热、控乳控冷乳制工序，得到低成本 160MPa级抗震用钢，具体工艺过程如下： 按预定成分冶炼钢水，连铸获得350mm厚度规格的连铸坯。
[0038] 冷却后的连铸坯进行加热，加热温度为1240°C，加热系数llmin/cm，均热段在炉时 间70min。
[0039] 控乳控冷乳制工序：采用Π 阶段乳制：1阶段乳制温度为1110°C，单道次压下率 17%，累计压下率为66%，中间待温厚度(晾钢厚度）120mm; Π 阶段的开乳温度为850°C，终乳 温度为810 °C，单道次压下率12