高层建筑用q420gjc钢的研制及应用

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1、第37卷第1期山东冶金Vol.37No.12015年2月ShandongMetallurgyFebruary2015??????????????生产技术??????????高层建筑用Q420GJC钢的研制及应用张开广，童明伟，陈颜堂，范巍，郑静（武汉钢铁（集团）公司研究院，湖北武汉430080）摘要：利用Nb、Ti等元素微合金化，配合控轧控冷工艺，开发了低屈强比、高强度Q420GJC钢。对其工业性试制钢板进行了拉伸、冲击、组织结构检验及焊接性能试验，结果显示，研制的钢种组织为铁素体+珠光体且铁素体比例占50%以上，具有优良的

2、综合性能，屈强比≤0.81，Rm≥560MPa，满足高层建筑用钢技术要求，已成功实现工程应用。关键词：高层建筑用钢；Q420GJC；性能；金相组织；屈强比中图分类号：TG335.5；TG142.1文献标识码：A文章编号：1004-4620（2015）01-0006-031前言2Q420GJC钢试制开发高层钢结构建筑的快速发展，对用于制作柱、GB/T19879《建筑结构用钢板》标准中Q420GJC梁等结构件的钢板在强度、屈强比等方面均提出了钢板力学性能要求见表1。新的要求。一方面，使用高强度钢种可以完善结构表1Q420GJC钢

3、板力学性能要求用钢强度等级，避免因钢材厚度过大而在后续加拉伸试验（横向）0℃纵向冲击板厚/mmReH/MPaRm/MPaA/%屈强比功KV2/J工、焊接过程中产生质量问题，同时也可以减轻结6～16≥420构重量，降低建造成本，减少钢材浪费，提高结构的＞16～35420～550可靠性［1］。另一方面，使用抗震性能优良（即低屈强520～68019≤0.85≥47＞35～50410～540比）钢材，可减少因地震等因素对结构造成的损坏，＞50～100400～530延长人员疏散时间，减少生命财产损失，增加建筑注：1）取样部位为t/4（

4、t为板厚）；物安全使用性能。2）Z向性能执行GB/T5313《厚度方向性能钢板》标准。现行GB/T19879《建筑结构用钢板》国家标准当Q420GJC钢的设计基于以下原则：中，Q420GJ系列钢由于具有强度高、韧性好、屈强比1）采用Nb、Ti等微合金元素依厚度分档设计化低等特点，常被用于高层、超高层、大跨度等钢结构学成分，在获得足够强度的同时降低碳当量，提高建筑。同时，由万科筹建的“张之洞与近代工业博钢材的焊接性能。2）充分降低S、P和夹杂含量，提物馆”工程也提出了Q420GJC的用钢需求。高钢的纯净度，确保钢板具有优良的抗

5、层状撕裂性因此，为适应国内建筑钢结构行业的发展形能。3）采用合理的控轧控冷工艺，使材料获得理想势，结合用户需求，开展了Q420GJC钢相关研制工的软硬相组织结构配比，保证钢板强韧性匹配的同作，并完成钢种试制及批量供货，取得了显著的社时具备较低的屈强比。会经济效益。基于上述原则，设计的钢种化学成分见表2。表2设计的Q420GJC钢化学成分（质量分数）%CSiMnPS1）AlsNbVTiCE2）0.10～0.180.20～0.451.30～1.60≤0.015≤0.0100.015～0.050≤0.060≤0.070≤0.030

6、≤0.48注：1）Z向性能钢板S元素含量执行GB/T5313标准；2）CE（%）=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15。Q420GJC钢生产工艺流程为：铁水→铁水脱硫成分微调。铸坯均热段加热温度（1230±30）℃，根→转炉吹炼→钢包炉（必要时）→真空处理→连铸据成品厚度分档控制钢板终轧温度，轧制后浇水冷→轧制→冷却→正火热处理（必要时）→精整→检却，必要时进行正火处理。验→探伤（必要时）→入库→发货。3试制结果及分析钢种冶炼采用深脱硫处理，控制S含量0.003%以下。真空处理循环15min以上并进行合

7、金化及为评定Q420GJC工业性试制钢板综合性能，选收稿日期：2014-09-02取24mm、40mm两种厚度钢板进行常规拉伸、系列作者简介：张开广，男，1979年生，2002年毕业于重庆大学材料科学温度冲击、厚度方向拉伸性能、焊接性能试验及组与工程专业。现为武汉钢铁（集团）公司研究院工程师，从事建筑织结构检验。结构钢的研制与开发工作。6张开广等高层建筑用Q420GJC钢的研制及应用2015年第1期3.1拉伸性能试验距L0≥1.5d0的圆柱形Z向拉伸试样进行试验，钢板钢板拉伸性能试验结果如表3所示。的Z向收缩率为：55.5%

8、，41.5%，53.0%，46.5%，表3Q420GJC钢工业性试板拉伸试验结果44.5%，42.5%。与GB/T5313标准中Z向钢最高级规格/mm取样方向取样部位ReH/MPaRm/MPa屈强比A/%别Z35（ZZ≥35%）的要求相比，Q420GJC钢板的Z向24横向t/4500620