一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該鋼板樁的化學(xué)成分及重量百分比為：C?0.18-0.22、Si?0.60-0.70、Mn?0.30-0.50、P≤0.015、S≤0.010、Cu?0.25-0.45、Ni?0.60-1.00、V?0.006-0.008、Ti?0.05-0.07、Als?0.030-0.050、Ce?0.03-0.04，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述制備工藝包括如下步驟：1)冶煉并連鑄成板坯；2)加熱至1260-1280℃奧氏體化；3)粗軋，開(kāi)軋溫度1160-1200℃；4)精軋：開(kāi)軋溫度990-1030℃；每道次的壓下率控制在15-30％；精軋終軋溫度840-860℃，累計(jì)壓下率控制在65-75％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種建筑用抗震鋼板粧的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼板樁于20世紀(jì)初在歐洲開(kāi)始生產(chǎn)，1903年，日本首次通過(guò)進(jìn)口在三井本館的擋土施工中采用，基于鋼板樁特殊的使用性能，1923年，日本在關(guān)東大震災(zāi)修復(fù)工程中大量進(jìn)口采用。由于鋼板樁具有較大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景，1931年，日本于國(guó)內(nèi)開(kāi)始生產(chǎn)。鋼板樁有冷彎薄壁輕型和熱軋型，由于前者具有較大的加工、使用局限性，因而，熱軋鋼板樁成為鋼板樁產(chǎn)品發(fā)展的主流。鋼板樁具有很多的獨(dú)特功能和優(yōu)勢(shì)，因而它的用途非常廣泛，比如在永久性結(jié)構(gòu)建筑上，可用于碼頭、卸貨場(chǎng)、堤防護(hù)岸、護(hù)墻、檔土墻、防波堤、導(dǎo)流堤、船塢、閘門(mén)等等；在臨時(shí)性結(jié)構(gòu)物上，可用于封山、臨時(shí)擴(kuò)岸、斷流、建橋圍堰、大型管道鋪設(shè)臨時(shí)溝渠開(kāi)挖的擋土、擋水、擋沙墻等；在抗洪搶險(xiǎn)上，可用于防洪、防塌方、防塌陷、防流沙等。鋼板樁是用作護(hù)岸、岸壁和港口、河流的固定設(shè)施。1995年，日本發(fā)生了兵庫(kù)縣南部地震。地震中，各種基礎(chǔ)設(shè)施受到了嚴(yán)重的損壞，包括港口和河流的設(shè)備。損害也成為了機(jī)遇，此后，有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施在抗震的安全性方面受到了人們的重視，鋼板樁作為固定設(shè)施在抗震性能方面沒(méi)有受到重視。因此為了提高固定設(shè)施的抗震性，就要求熱軋鋼板樁具有較低的屈強(qiáng)比。在嚴(yán)酷的變形負(fù)荷下，熱軋鋼板樁的塑性變形一致性是關(guān)鍵，而提高塑性變形性能的有效方法是降低鋼的屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越低，材料從開(kāi)始塑性變形到最終斷裂所需要的形變量越大，因而提高了其塑性變形能力，可有效緩解因過(guò)載而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，使建筑構(gòu)件吸收較多的地震能。反之若屈強(qiáng)比過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致由于局部大變形而造成的超載失穩(wěn)。從這個(gè)角度出發(fā)，屈強(qiáng)比越低就越安全，因此開(kāi)發(fā)低屈強(qiáng)比熱軋鋼板樁已是當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該抗震鋼板樁具有抗層狀撕裂能力，并具有較好的焊接性能。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該鋼板樁的化學(xué)成分及重量百分比為:C 0.18-0.22、Si 0.60-0.70、Mn 0.30-0.50、P ≤ 0.015、S ≤ 0.010、Cu 0.25-0.45、Ni
0.60-1.00, V 0.006-0.008、Ti 0.05-0.07,Als 0.030-0.050、Ce 0.03-0.04，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)，所述制備工藝包括如下步驟:
[0006]I)采用鐵水脫硫、RH真空脫氣處理，并連鑄成板坯；
[0007]2)將板坯加熱至1260_1280°C，使板坯充分奧氏體化；
[0008]3)對(duì)板坯進(jìn)行粗軋，將開(kāi)軋溫度控制在1160_1200°C ；
[0009]4)對(duì)板坯進(jìn)行精軋:精軋開(kāi)軋溫度控制在990_1030°C ;每道次的壓下率控制在15-30% ;精軋終軋溫度控制在840-860°C，累計(jì)壓下率控制在65-75%。
[0010]本發(fā)明鋼的化學(xué)成分的限定理由如下:[0011]C是鋼中不可缺少的提高鋼材強(qiáng)度的元素之一，如果溶入基體中，能夠起到固溶強(qiáng)化的作用。隨著碳含量的增加，鋼中Fe3C量也隨之增加，淬硬性也增加，鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服極限會(huì)提高而延伸率、缺口沖擊韌性則下降。碳含量每增加0.10%抗拉強(qiáng)度大約提高90MPa，屈服極限大約提高40-50MPa。
[0012]Si在鋼中不形成碳化物而固溶于鐵素體中，主要以固溶強(qiáng)化的形式來(lái)提高鋼的強(qiáng)度，固溶強(qiáng)化作用很強(qiáng)，同時(shí)，也是鋼中的脫氧元素。但如果鋼中Si含量過(guò)高，則會(huì)引起面縮率下降，特別是沖擊韌性下降較為明顯，同時(shí)對(duì)鋼的焊接性也不利。
[0013]Mn是很重要的合金化元素，是奧氏體穩(wěn)定化元素，在相同C含量和冷卻速度下，隨著鋼中Mn含量的增加，鋼中珠光體的相對(duì)含量會(huì)增加，珠光體片層細(xì)化，從而提高鋼的強(qiáng)度，在含Mn量不高的情況下，鋼的塑性基本上不降低。此外，由于胞使^溫度下降，從而使先共析鐵素體在更低的溫度下析出且細(xì)化，同時(shí)，抑制了碳化物在過(guò)冷奧氏體晶界上析出，使鋼保持在較高的塑性，并降低鋼的韌性一脆性轉(zhuǎn)變溫度。Mn在鋼中還是防止熱脆性的主要元素，MnS大約在出鋼階段形成，所以消除了 S造成的危害。Mn是與Y_Fe形成連續(xù)固溶體的常用元素，是溶入鐵素體而引起鋼的固溶強(qiáng)化的，并且不惡化鋼的變形能力。。
[0014]P能提高鋼的強(qiáng)度，有效改善鋼鐵材料的抗腐蝕性能，但使韌性降低，特別是使鋼的脆性轉(zhuǎn)折溫度急劇升高，即提高鋼的冷脆性(低溫轉(zhuǎn)變)。P—般固溶于鋼的固溶體中，顯著降低鋼的冷加工性，另外P在鋼中的偏析傾向比較嚴(yán)重，造成帶狀組織，使鋼的力學(xué)性能不均勻，因此，應(yīng)嚴(yán)格限制鋼中P的含量
[0015]S是通過(guò)形成硫化物夾雜而對(duì)鋼的力學(xué)性能發(fā)生影響，硫化物夾雜對(duì)鋼的強(qiáng)度及韌性都產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)明顯降低鋼的Z向性能、焊接性能以及耐候性能，因此，鋼中S含量必須控制在較低的范圍。 [0016]Cu在鋼中主要起固溶及沉淀強(qiáng)化和耐大氣腐蝕作用，當(dāng)與P共存時(shí)，其耐腐蝕效果更為明顯，此外還有利于獲得良好的低溫韌性，增加鋼的抗疲勞裂紋擴(kuò)展能力。
[0017]Ni在鋼中只固溶于基體相鐵素體或奧氏體中，是奧氏體穩(wěn)定化很強(qiáng)的元素，可使奧氏體在更低的溫度下分解。Ni對(duì)鋼的各種性能都有利，加入1%的Ni可提高鋼材強(qiáng)度約20MPa，另外，Ni既能顯著地改善鋼材的韌性、尤其是低溫韌性，還能大幅度提高基材和模擬焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。Ni還能有效阻止Cu的熱脆引起的網(wǎng)裂，顯著提高鋼的抗大氣腐蝕性能和耐海水腐蝕性能，尤其是與Cu復(fù)合應(yīng)用時(shí)具有明顯提高鋼的抗大氣腐蝕性能的作用。
[0018]V是強(qiáng)碳化物形成元素，與碳的結(jié)合力極強(qiáng)，在鋼中形成穩(wěn)定、高熔點(diǎn)、高彌散的VC，因此，它可以通過(guò)細(xì)化晶粒與碳化物的形成來(lái)提高鋼材的強(qiáng)度。Ti是強(qiáng)氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，有助于控制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，大大改善焊接熱影響區(qū)的低溫韌性。
[0019]Al是鋼中的主要脫氧元素，另外，Al的熔點(diǎn)較高，在生產(chǎn)中，鋼中Al可與N形成A1N，而AlN有利于阻礙高溫奧氏體長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒的作用，從而提高鋼的強(qiáng)度。但Al含量較高時(shí)，將導(dǎo)致Al的氧化物夾雜增加，降低鋼的純凈度，從而顯著降低鋼的沖擊韌性，對(duì)鋼的耐大氣腐蝕性能也有不利影響。
[0020]Ce可降低銹層的S含量，促進(jìn)S1、Cu和P在內(nèi)銹層的富集和Fe2O3.H2O的生成，SiO32-和po43_等均有緩蝕作用，有利于形成較致密粘附性好的含硅銅稀土的復(fù)合鐵銹層，從而大大提高鋼板的耐大氣腐蝕性能。
[0021 ] 本發(fā)明具有如下有益效果
[0022]1.本發(fā)明鋼具有良好的耐候性能，且鋼材使用時(shí)間愈長(zhǎng)，愈能顯示其優(yōu)越性。
[0023]2.本發(fā)明鋼具備優(yōu)良的抗震性能，即屈服強(qiáng)度R&與抗拉強(qiáng)度Rm之比≤0.75。
[0024]3.本發(fā)明鋼具有良好的強(qiáng)韌性匹配，其性能指標(biāo)達(dá)到:屈服強(qiáng)度R& ≥450MPa ;抗拉強(qiáng)度Rm≥600MPa ;延伸率A≥25% ;Z向性能Zz≥35% ;_20°C縱向沖擊功Akv≥200J。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例一
[0026]一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該鋼板樁的化學(xué)成分及重量百分比為:C.0.18, Si 0.70,Mn 0.30, P ≤ 0.015, S ≤ 0.010, Cu 0.45, Ni 0.60, V 0.008, Ti 0.05、Als.0.050、Ce 0.03，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述制備工藝包括如下步驟:
[0027]1)采用鐵水脫硫、RH真空脫氣處理，并連鑄成板坯；
[0028]2)將板坯加熱至1260°C，使板坯充分奧氏體化；
[0029]3)對(duì)板坯進(jìn)行粗軋，將開(kāi)軋溫度控制在1160°C ；
[0030]4)對(duì)板坯進(jìn)行精軋:精軋開(kāi)軋溫度控制在990°C ;每道次的壓下率控制在30% ;精軋終軋溫度控制在840°C，累計(jì)壓下率控制在75%。
[0031]實(shí)施例二
[0032]一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該鋼板樁的化學(xué)成分及重量百分比為:C0.22, Si 0.60,Mn 0.50、P ≤ 0.015、S ≤ 0.010、Cu 0.25, Ni 1.00, V 0.006, Ti 0.07、Als
0.030、Ce 0.04，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述制備工藝包括如下步驟:
[0033]I)采用鐵水脫硫、RH真空脫氣處理，并連鑄成板坯；
[0034]2)將板坯加熱至1280°C，使板坯充分奧氏體化；
[0035]3)對(duì)板坯進(jìn)行粗軋，將開(kāi)軋溫度控制在1160°C ；
[0036]4)對(duì)板坯進(jìn)行精軋:精軋開(kāi)軋溫度控制在1030°C ;每道次的壓下率控制在15% ；精軋終軋溫度控制在860°C，累計(jì)壓下率控制在65%。
[0037]實(shí)施例三
[0038]一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，該鋼板樁的化學(xué)成分及重量百分比為:C
0.20, Si 0.65,Mn 0.40、P ≤ 0.015、S ≤ 0.010、Cu 0.35, Ni 0.80, V 0.007, Ti 0.06、Als
0.040、Ce 0.035，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述制備工藝包括如下步驟:
[0039]I)采用鐵水脫硫、RH真空脫氣處理，并連鑄成板坯；
[0040]2)將板坯加熱至1270°C，使板坯充分奧氏體化；
[0041]3)對(duì)板坯進(jìn)行粗軋，將開(kāi)軋溫度控制在1180°C ；
[0042]4)對(duì)板坯進(jìn)行精軋:精軋開(kāi)軋溫度控制在1010°C ;每道次的壓下率控制在20% ；精軋終軋溫度控制在850°C，累計(jì)壓下率控制在70%。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑用抗震鋼板樁的制備工藝，其特征在于，該鋼板樁的化學(xué)成分及重量百分比為:C 0.18-0.22、Si 0.60-0.70、Mn 0.30-0.50、P ≤ 0.015、S ≤ 0.010、Cu 0.25-0.45、Ni 0.60-1.00,V 0.006-0.008,Ti 0.05-0.07,Als 0.030-0.050,Ce 0.03-0.04，其余為 Fe及不可避免的雜質(zhì)，所述制備工藝包括如下步驟: .1)采用鐵水脫硫、RH真空脫氣處理，并連鑄成板坯； . 2)將板坯加熱至1260-1280°C,使板坯充分奧氏體化； . 3)對(duì)板坯進(jìn)行粗軋，將開(kāi)軋溫度控制在1160-1200°C； . 4)對(duì)板坯進(jìn)行精軋:精軋開(kāi)軋溫度控制在990-1030°C;每道次的壓下率控制在.15-30% ;精軋終軋溫度控制在840-860°C，累計(jì)壓下率控制在65-75%。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103805854SQ201210437731
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月3日
【發(fā)明者】華兆紅 申請(qǐng)人:無(wú)錫市森信精密機(jī)械廠