专利名称:一种低温用角钢及其制造方法
技术领域:
本发明属于低温钢领域,具体讲涉及一种低温用热轧角钢及其制造方法。
背景技术:
材料的低温断裂问题是在上世纪三四十年代随着大型钢结构应用而生,上世纪30 年代比利时哈塞尔特大桥在建成仅14个月后发生断裂坠毁,当时气温为-20°C。柏林附近跨越公路的桥梁,于1938年1月2日当温度急剧下降至-10°C时发生局部破坏,桥身上出现长达:3m的裂缝。50年代,加拿大魁北克的一座桥梁,在通车27个月后发生断裂坠毁,当时气温为-35°C。1965年12月27日,北海气田“海宝”号海洋钻机井架倒塌下沉,时温为 3°C。1984年1月4日,我国新疆发生一起工程起重机吊臂脆断事故,造成1人死亡,当时的工作环境温度为_15°C。研究表明,材料的应力低于屈服极限,也低于设计需用应力,钢材依然脆断失效,事故发生突然,过程短暂迅速,人们通过反思研究事故起因,确定低温是导致材料破坏的直接原因。我国幅员辽阔,在北方很多地区冬季气温在-20°C以下,极限气温达-40°C以下, 尤其是东北地区,属寒温带和寒带气候地区,具有气温低、温差大、降雪量大、空气密度大等特征,且持续得时间较长,低温出现时间一般3 6个月以上,在大、小兴安岭地区年平均气温都在0°C以下。东北地区最冷月温度大致在-10°C -30°C之间,其中兴安岭地区各地极端最低温度的多年平均值大多在-40°C左右,而极值可达_45°C左右,随着近几年来,大气与自然环境的剧烈变化,极端天象出现频率增加,表1统计了我国部分地区的计算低温 Tj (取自采暖规范,是50年中连续5天低温的平均值)和历史上出现的最低气温Tz。表1我国部分地区的计算低温Tj和历史上出现过的最低气温TzCC )
序号
地区
Τ,
Tz
1黑龙江境内-38-53.3
2新疆境内-27-49.83内蒙古境内-31-49.84西藏境内--46.权利要求
1.一种低温用角钢,其特征在于所述角钢化学成分的重量百分配比为C :0. 05 0. 18%, Mn 0. 5 1. 70%, Si :0. 01 0. 55%, Ga :0. 005 0. 01%, V :0. 01 0. 08%, Nb 0. 02 0. 08%, Ca 0. 001 0. 005% ;Ti 0. 005 0. 05%, Als 0. 01 0. 06%, Cu 0. 15% 0. 25%,B 0. 0005 0. 002%,P :0 0. 01 %,S :0 0. 005%,其余为 Fe 和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的低温用钢,其特征在于所述角钢化学成分的重量百分配比为 C 0. 05 0. 18%,Mn :0. 65 1. 70%,Si :0. 01 0. 55%,Ga :0. 005 0. 01%,V :0. 01 0. 08 %, Nb 0. 02 0. 08 %,Ca 0. 001 0. 005 % ;Ti 0. 005 0. 05 %,Als 0. 01 0. 06%, Cu 0. 15% 0. 25%, B :0. 0005 0. 002%, P :0 0. 01 %,S :0 0. 005%,其余为狗和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的低温用钢,其特征在于所述角钢中至少添加V和Nb中的一种, V和Nb总含量不超过0. 12%。
4.一种如权利要求1所述的低温用角钢的制造方法,其特征在于所述制造方法包括以下步骤1)按照化学成分的重量百分配比,C0. 05 0. 18%, Mn :0. 5 1. 70%, Si :0. 01 0. 55%,Ga 0. 005 0. 01%,V :0. 01 0. 08%,Nb :0. 02 0. 08%,Ca :0. 001 0. 005%; Ti 0. 005 0. 05 %,Als :0. 01 0. 06 %,Cu :0. 15 % 0. 25 %,B :0. 0005 0. 002 %, P :0 0. 01 %,S :0 0. 005 %,其余为!^和不可避免的杂质,其中V和Nb总含量不超过 0. 12% ;2)初炼控制出钢温度在1630 1660°C;3)进行转炉精炼,控制精炼时间在15 30min;4)进行真空脱氧后进行铸造,得到钢坯;5)将步骤4所述钢坯加热到1190 1290°C进行多道次热轧得到角钢,终轧温度在 860 940°C之间,空冷。
5.如权利要求4所述的一种低温用角钢的制造方法,其特征在于轧制开始,随着钢坯温度的降低,在钢坯的奥氏体区及铁素体再结晶温度区连续轧制,热轧道次为10次。
6.如权利要求4所述的一种低温用角钢的制造方法,其特征在于所述角钢为等边或不等边热轧角钢。
7.如权利要求4所述的一种低温用角钢的制造方法,其特征在于正火后所述角钢的铁素体晶粒度不低于8级。
全文摘要
本发明涉及一种低温用热轧角钢及其制造方法,属于低温钢领域。所述角钢在-40℃以上具有优异的低温韧性,屈服强度达到350MPa,适合作为高寒地区低温条件下的输电铁塔塔材。所述角钢化学成分的重量百分配比为C0.05~0.18%,Mn0.5~1.7%,Si0.01~0.55%,Ga0.005~0.01%,V0.01~0.08%,Nb0.02~0.08%,Ca0.001~0.005%;Ti0.005~0.05%,Als0.01~0.06%,Cu0.15%~0.25%,B0.0005~0.002%,P0~0.01%,S0~0.005%,其余为Fe和不可避免的杂质。本发明具有工艺简单,钢质纯净,组织稳定、屈服强度大于350MPa、在-40℃以上具有优异低温韧性的优点,采用多元少量的合金化原则,高低温性能低成本。
文档编号C22C38/16GK102212752SQ20111015441
公开日2011年10月12日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者朱全军, 李正, 李现兵, 杨富尧, 祝志祥, 聂京凯, 陈川, 陈新, 韩钰, 马光 申请人:中国电力科学研究院