一种含B建筑模板拉片用钢及其生产方法与流程

本发明涉及建筑用钢领域，尤其涉及一种含b建筑模板拉片用钢及其生产方法。

背景技术：

1、随着国内高层建筑的发展，现浇混凝土结构建筑应运而生，并凭借着抗震防火性能好、造价低等优点迅速占领市场，与之相对应的模板技术同样发展迅猛。近年来，固定模板用的拉片系统逐渐兴起，其中拉片起到的是固定模板的作用，因此要求其具有足够的强度，同时又要求其具有一定的脆性以保证敲断拆除效率。

2、目前市场上建筑拉片采用较多的钢种为40mn、50mn等合金钢，且其工艺主要包括热轧、酸洗、分条、热处理、冷轧等多道次工序，不仅流程繁复，且成本较高。因此，开发流程简单、性能达标、造价低廉的建筑拉片用钢具有一定实用价值与现实意义。

3、对此，专利文献1(cn109023115a)中公开了一种热轧模板拉片用钢及其制造方法，该钢种化学成分为：c：0.22～0.75％，si：0.17～1.60％，mn：0.20～1.50％， c+si/3+mn/6＝0.50～0.85％，p≤0.035％，s≤0.035％，cr≤0.55％，ni≤0.55％， cu≤0.20％，其余为铁和不可避免的杂质，具有强度高、冷弯性能好、生产周期短等特点，但是由于组织为贝氏体+珠光体或珠光体+铁素体，虽然韧性较好，但在实际使用过程中，拆除速度慢，施工效率低。

4、专利文献2(cn103911557b)中公开了《一种建筑模板拉片用钢及其生产工艺》，其化学成分为c：0.20～0.30％，si：0.6～1.0％，mn：1.2～1.6％，p≤0.035％，s≤0.035％，cr≤0.25％，ni≤0.30％，cu≤0.15％，其余为铁和不可避免的杂质杂质元素，经过冶炼、铸造、热轧、冷轧、分条、冲压成型等工序，最终得到的产品具有强度高、断裂延伸率高等特点，但是该钢种为冷轧用钢，工序复杂，成本较高。

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、有鉴于此，本发明人研究了的一种含b高性能建筑模板拉片用钢及其生产方法，基于合理的成分设计以及离线热处理/在线淬火工艺，相比传统工艺在热轧后，还要进行一道冷轧工序，本发明采用“以热代冷”，可以在满足建筑拉片具有足够的强度，同时具有一定的脆性的性能要求的前提下，简化生产流程，降低生产成本。

3、解决问题的技术方案

4、本发明通过成分设计与热处理工艺设计，使所述钢种组织为80％以上的马氏体组织，其余为20％以下的第二相组织，性能能够满足建筑拉片用钢要求。本发明所述钢种成分简单，成本较低。以采用热处理生产工艺为例，在热轧阶段工艺窗口宽，只需轧成基板即可满足后续工序要求。工艺方法二采用直接淬火卷取的方式则工序更为简单。本发明所述钢种水淬成马氏体组织，具有强度高，韧性低的特点，满足实际应用需求。

5、为实现上述目的，本发明的一个实施方式是一种含b建筑模板拉片用钢，其特征在于，以质量百分比计，除包含fe和其他不可避免的杂质之外，还包含：c＝0.15～0.25％， si＝0.09～0.35％，mn＝0.25～1.35％，b＝0.0005～0.005％，p＝0.02～0.05％，s≤0.03％；并满足 c+si/24+mn/6＝0.20～0.50％。

6、本发明的另一个实施方式是一种含b建筑模板拉片用钢，其特征在于化学成分质量百分比为：c＝0.15～0.25％，si＝0.09～0.35％，mn＝0.25～1.35％，b＝0.0005～0.005％，p＝0.02～0.05％， s≤0.03％，其余为铁fe和不可避免的杂质；并满足c+si/24+mn/6＝0.20～0.50％。

7、优选地，在本发明的含b建筑模板拉片用钢中，以质量百分比计，进一步含有 nb＝0.002～0.025％、v＝0.002～0.25％、ca＝0.001～0.01％、zr＝0.001～0.01％、rem＝0.001～0.10％之中的1种或更多种。

8、优选地，在本发明的含b建筑模板拉片用钢中，作为不可避免的杂质，含有cu≤0.40％、 ni≤0.40％、cr≤0.40％、mo≤0.40％、co≤0.10％、zn≤0.10％、na≤0.05％、k≤0.05％。

9、本发明中，各种元素的作用：

10、c：碳为保证钢材力学性能的重要元素之一。适量的碳可以提高钢材的强度，同时还可以降低韧性，符合拉片用钢实际使用过程中固定、拆除的性能要求。本发明中碳含量控制在 0.15～0.25％。更优选为0.15～0.20％。

11、si：硅在钢中通过固溶强化提升钢材强度，同时也可以降低韧性，其作用与碳类似。本发明中硅含量控制在0.09～0.35％，更优选为0.15～0.20％。

12、mn：锰在钢中的作用主要是提升钢材强度，但锰含量过高容易形成中心偏析，因此本发明锰含量控制在0.25～1.35％，更优选为0.65～1.35％。

13、特别的，c、si、mn三种元素均可以提高强度，其元素间存在一定协调作用，三者相互配合所达到的效果更能符合建筑拉片用钢的性能要求，因此本发明c、si、mn三种元素含量还需满足c+si/24+mn/6＝0.20～0.50％。

14、b：本发明中，硼的作用较为关键，b在淬火过程中可以有效增强钢的淬透性，并且在晶界处的富集有利于降低钢种韧性，更符合本发明所述钢种的实际使用需求，含量控制在 0.0005-0.005％之间。

15、p：本发明中磷含量选择为p＝0.02～0.05％。p的作用体现在晶界处富集从而降低韧性，本发明所述钢种中，由于b在晶界富集的能力比p强，因此，p在晶界富集的影响相对减弱。p的含量，更优选为0.02～0.03％。

16、s：硫元素是钢中不可避免的有害元素，与p相似，将会影响钢材的韧性，但mn会与s结合形成mns，在一定程度上减弱s的影响，因此s含量选择为≤0.03％。

17、此外，作为不可避免的杂质，本发明中还含有nb、v、ca、zr、rem，铌、钒生成 nbc、vc碳化物有一定析出强化作用，具体含量为nb＝0.002～0.025％、v＝0.002～0.25％中的 0种、1种或2种；ca、zr、rem有利于控制硫化物夹杂物的形态，具体含量为 ca＝0.001～0.01％、zr＝0.001～0.01％、rem＝0.001～0.10％之中的0种、1种或更多种，其中rem是指原子系数为21、39、57～71的元素。另外，同样作为不可避免的杂质，例如含有 cu≤0.40％、ni≤0.40％、cr≤0.40％、mo≤0.40％、co≤0.10％、zn≤0.10％、na≤0.05％、 k≤0.05％，也不超出本发明的范围。

18、优选地，在本发明的含b建筑模板拉片用钢的金相组织中包含80％以上的马氏体组织，其余为20％以下的第二相组织。所述第二相组织可能是轧制过程中出现的少量铁素体、贝氏体、珠光体、残余奥氏体、析出相等。本发明理想的金相组织倾向于全部为马氏体。

19、优选地，本发明的含b建筑模板拉片用钢的屈服强度rel＝845～1045mpa，抗拉强度 rm＝1095～1395mpa，断裂延伸率a＝5～11％，冲击吸收功akv(10mm，20℃)＝8～20j。

20、本发明提供了一种含b建筑模板拉片用钢的制造方法，其中制造方法实施方式一包括，炼钢、连铸、热轧、卷取、热处理阶段。

21、优选地，本发明的含b建筑模板拉片用钢的制造方法，用于制备具有上述实施方式中的化学成分的连铸坯，

22、其中，连铸浇钢温度为1495-1545℃，

23、所述热轧阶段中，加热连铸坯的加热温度为1099-1200℃，在炉时间为15-200min；

24、所述热轧阶段中，粗轧末道次温度950-1099℃，每道次压下率10-50％；

25、所述热轧阶段中，精轧的终轧温度800-950℃，每道次压下率10-50％。

26、优选地，对上述热轧阶段后的钢材进行层流冷却后卷取，

27、所述层流冷却的冷却速率30-200℃/s；

28、所述卷取阶段的卷取温度为500-660℃。

29、优选地，在卷取后进一步进行热处理，热处理阶段采用离线热处理，加热温度为900-940℃，再以70-200℃/s的速度冷却至100℃以下。

30、同时，本发明的含b建筑模板拉片用钢的制造方法的制造方法实施方式二包括，炼钢、连铸、热轧、卷取阶段。

31、优选地，本发明的含b建筑模板拉片用钢的制造方法，用于制备具有上述实施方式中的化学成分的连铸坯，

32、其中，连铸浇钢温度为1495-1545℃，

33、所述热轧阶段中，加热连铸坯的加热温度为1099-1200℃，在炉时间为15-200min；

34、所述热轧阶段中，粗轧末道次温度950-1099℃，每道次压下率10-50％；

35、所述热轧阶段中，精轧的终轧温度800-950℃，每道次压下率10-50％。

36、优选地，在上述热轧阶段后进行在线淬火后卷取，

37、在线淬火的冷却速率为70-200℃/s，冷却至100℃以下；

38、所述卷取阶段的卷取温度为100℃以下。

39、本发明的有益效果在于：

40、1、从化学成分上看，本发明所述含b建筑模板拉片用钢成分设计简单，成本有效降低。在使原料中含有特定含量的c、si、mn的同时，通过调节b、p等微量成分的含量，使得所述建筑模板拉片用钢能够具有足够的强度，同时，又使得所述建筑模板拉片用钢的韧性低，能够具有一定的脆性以保证敲断拆除效率。在实际使用过程中用高强度保证固定效果，而低韧性有利于模板拆除。

41、2、从生产工艺上看，本发明所述含b建筑模板拉片用钢生产工艺窗口宽，控制难度低，工艺流程少(现用拉片多采用冷轧成型，本发明所述钢种为热轧态交货，有效提升生产效率)，成本可有效降低。

42、3、本发明通过成分设计与热处理工艺的协同作用，在本发明所设成分体系下，通过2 种不同的淬火工艺，控制淬火工艺中的淬火前温度+冷却速度+淬火后温度，均能使得本发明所述建筑模板拉片用钢产品组织为80％以上马氏体+第二相组织，从而获得高强度、低韧性的建筑拉片用钢，其屈服强度rel＝845～1045mpa，抗拉强度rm＝1095～1395mpa，断裂延伸率a＝5～11％，冲击吸收功akv(10mm，20℃)＝8～20j，在实际使用过程中用高强度保证固定效果，而低韧性有利于模板拆除。