鋼結構用Q235KZ抗震熱軋H型鋼及其製備方法與流程

2023-09-27 05:30:40

本發明涉及一種冶金材料技術，具體說，涉及一種鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼及其製備方法。
背景技術：
：建築是人類文明的象徵，其發展標誌著人類文明的發展。21世紀對於建築結構來說是鋼結構的世紀，建築鋼結構的發展也是21世紀建築文明的體現。在地震作用下，建築用鋼具有高應變低周疲勞問題，地震區建築與非地震區建築對鋼的柔韌性要求不相同。國內學者經大量的試驗和調查研究後提出了以下五個指標，作為鋼材的抗震性能指標是比較科學和全面的，它們是：高應彎低周疲勞性能；應變時效敏感性；韌脆轉變溫度；可焊性；強度與塑性的配合。我國是一個多地震的國家，地震是地球上的自然現象，且具有突發性，至今可預報性很低，海城、唐山等地震給人民的生命財產造成了巨大損失，地震是不可避免的。對於地震災害，人類只能從結構、材料等方面採取措施，儘可能減少損失。我國根據現有的科學水平和經濟條件，對建築抗震提出了「三個水準」的設防目標，即通常所說的「小震不壞，中震可修，大震不倒」。我國是地震多發地區，應作地震設防的地震基本烈度7級以上的地震區達101個，分布在全國26個省、市、自治區，佔全國總面積的32.5％。近幾年鋼結構在現代建築中的應用越來越普遍，特別是高層建築，幾乎離不開鋼結構，我國有關抗震的研究，當然在各方面都取得了很大進展，有不少研究成果已納入設計規範，但在抗震設計用鋼方面，還沒有取得應有的進展，選材準則仍以鋼的靜強度為主要依據，忽視了在強烈的交變地震載荷下鋼的服役條件和失效模式與在靜載下大不相同的因素，這顯然是不科學和不合理的。技術實現要素：本發明所解決的技術問題是提供一種鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼的製備方法，得到的h型鋼具有極好的延性，良好的焊接性能和耐低溫衝擊性能。技術方案如下：一種鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼的製備方法，包括：轉爐冶煉過程中，控制轉爐入爐鐵水中w[s]≤0.010％；lf精煉過程中，延長lf爐精煉時間；vd真空精煉過程中，vd爐吹氬時間不少於15min；連鑄過程中，連鑄機的拉速範圍為0.85m/min～0.9m/min，鋼種的過熱度小於25℃；軋制過程中，鋼坯加熱溫度為1210～1250℃；開軋溫度≤1200℃，終軋溫度870～890℃；得到的h型鋼，其化學成分安裝質量百分比計，包括c0.09～0.11％，si0.25～0.30％，mn0.65～0.68％，p≤0.020％，s≤0.005％，nb0.06～0.0.075％，v0.06～0.07％，其餘為fe元素和雜質。進一步：lf精煉過程中，提高轉爐出鋼溫度至1630℃，控制轉爐下渣量。進一步：lf加熱時間和精煉時間為28min和50min；連鑄過程中比水量為0.35l/mg。本發明所解決的另一個技術問題是提供一種鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼，具有極好的延性，良好的焊接性能和耐低溫衝擊性能。一種鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼，其化學成分安裝質量百分比計，包括c0.09～0.11％，si0.25～0.30％，mn0.65～0.68％，p≤0.020％，s≤0.005％，nb0.06～0.0.075％，v0.06～0.07％，其餘為fe元素和雜質。與現有技術相比，本發明技術效果包括：現在用於建築結構抗震的材料主要是鋼筋hrb400e，雖然q235kz抗震熱軋h型鋼屈服強度和抗拉強度等主要性能比不上hrb400e，但是其伸長率具有明顯的優勢。由於鋼結構具有極好的延性，良好的構件連接性能，可靠的節點，在低周往復荷載下具有飽滿穩定的滯回曲線。本發明在材料的設計過程中，降低了c含量，增加了nb和v等合金元素，使材料本身具有良好的焊接性能和耐低溫衝擊性能。在生產q235kz抗震熱軋h型鋼的過程中，採用窄成分設計，可以滿足q235kz抗震熱軋h型鋼屈服強度和抗拉強度，波動範圍較小。通過控制煉鋼和軋制過程，可以提高h型鋼的強度和韌性。具體實施方式下面參考示例實施方式對本發明技術方案作詳細說明。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明更全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼製備方法，包括：鐵水預處理→轉爐冶煉→lf精煉→vd真空精煉→連鑄→軋制。轉爐冶煉過程中，控制轉爐入爐鐵水中w[s]≤0.010％，提高轉爐出鋼溫度至1630℃左右，控制轉爐下渣量。lf精煉過程中，延長lf爐精煉時間。lf加熱時間和精煉時間為28min和50min。vd真空精煉過程中，vd爐吹氬時間不少於15min。連鑄過程中，連鑄機的拉速範圍為0.85m/min～0.9m/min，鋼種的過熱度小於25℃，比水量0.35l/mg。連鑄低拉速澆注，生產出質量合格的連鑄坯。軋制過程包括：異型坯→步進式加熱爐加熱→高壓水除磷→bd1軋制→ccs連軋→鋸切→取樣→冷床預彎→切頭尾→矯直→檢查→打捆→入庫。其鋼坯加熱溫度為1210～1250℃；開軋溫度≤1200℃，終軋溫度870～890℃。得到的鋼結構用q235kz抗震熱軋h型鋼，其化學成分安裝質量百分比計，包括：c0.09～0.11％，si0.25～0.30％，mn0.65～0.68％，p≤0.020％，s≤0.005％，nb0.06～0.0.075％，v0.06～0.07％，其餘為fe元素和雜質，質量分數為100％。鋼種中c含量較低，在抗震熱軋h型鋼製作過程中，使其具備了良好的焊接性能。si在材料中可以起到固溶強化的作用，使其強度增加。mn元素可以溶於鐵素體，起到固溶強化的作用，增加h型鋼的強度，在材料中加入nb和v元素的加入對鋼種起到細晶強化作用，既增加材料的強度又增加了材料的塑形，另外本鋼種採用窄成分設計，可以確保抗震h型鋼的強屈比穩定，波動範圍較小。以下各實例化學成分如表1所示。表1各實例成分(質量百分數/％)實例csimnpsnbv10.090.280.660.0170.0030.0650.06820.090.290.650.0150.0040.0670.06530.110.260.680.0150.0050.070.06740.100.270.650.0160.0040.0680.067其中拉伸試樣規格為，標距l0＝50mm，直徑d＝10mm。衝擊試驗採用10mmxl0mmx55mm夏比v型缺口試樣，試驗溫度為-20℃土5℃，實驗結果如表2所示。表2各實例力學性能從2可以看出，各實例具有良好強度、韌性及力學性能。本發明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。當前第1頁12