180【精品资料】新型建筑用钢耐火性能研究

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1、新型建筑用钢耐火性能研究刘庆春（攀枝花钢铁集团公司）摘要：本文结合攀钢开展的研究工作，对含Mo-Nb、Mo-Cr-Nb－Ti、低Mo-Nb-Ti、无Mo合金系钢耐火耐候试验的钢耐火性能进行研究。试验钢冶炼、锻造、热轧等工序，与普通钢相比，具有较高的耐火性能，无Mo钢具有较高的性价比。关键词：耐火耐候钢高温强度建筑用钢RESEARCHONREFRACTORYPERFORMANCEOFNEWTYPECONSTRUCTIONSTEELLiuqinchun(PanzhihuaIron&Steel(Group)Corporation)ABST

2、RACT：ThearticlewasrelatedtheworkatPanSteelrecentlytodeveloptherefractoryperformanceofrefractoryandweather-resistanceexperimentalsteelwhichsymbolswereMo-Nb,Mo-Cr-Nb－Ti,lowMo-Nb-Tiandnon-Moseparately.Aftersmelting,forging,heatrolling,theexperimentalsteelswereprovidedwith

3、betterrefractoryperformancethannormalconstructionsteel.Itwasthenon-Moexperimentalsteelthatborebestquality-valueratio.KEYWORD：refractoryandweather-resistancesteel,high-temperatureintensity,constructionsteel1、前言美国“9.11”事件后，钢结构建筑用钢防火性能已引起政府及设计部门高度重视。耐火耐候钢作为新一代建筑用钢，具有屈强比低、

4、抗层状撕裂良好、焊接性能及耐火性能和防腐性能良好等优点，在中低层或高层建筑、场馆/网架大跨度建筑、轻钢建筑等领域使用前景较广。　　耐火性能高低通常以日本建筑防火标准为指导，要求试验钢在600℃高温时屈服强度不低于室温屈服强度的2/3。普通钢无法满足要求，必须进行细致的防火及防腐处理，费用昂贵且耗时较长。　　欧美、日本等发达国家利用Cr、Mo、Nb等合金元素的特性，开发出了低C－Mn－Mo－Nb系列、耐火温度为600℃的建筑用耐火钢，在600℃条件下，屈服强度能保持在室温的2/3以上。为了提高钢的高温性能，通常添加0.50%Mo以及0

5、.02%Nb［1］。Mo+Nb合金化虽然满足防火设计要求，但增加了钢厂生产成本，销售价格过高，限制了它的推广应用。对于用钢量较大的中低层建筑、空间网架结构、轻钢建筑范畴，无法与传统使用的普通钢+防火涂料/防腐涂料相抗衡。　　本文结合攀钢近期的研究工作，研究开发低成本的耐火耐候钢以适应市场需要。试验钢化学成分设计以低碳当量为基础，对含Mo-Nb、Mo-Cr-Nb－Ni、低Mo-Nb-Ti、无Mo合金系钢开展实验室研究，经冶炼、锻造、热轧等工序后，进行相关检验及分析。2、试验方法试验钢化学成分以低C-Mn为基础，对含Mo-Cr-Nb－N

6、i、Mo-Nb、低Mo-Nb-Ti、无Mo钢开展了研究，对比钢为耐候钢。试验钢的化学成分表2-1。表2-1试验钢的化学成分（%）钢种CSiMnPSMoCu添加元素Mo-Cr-Nb－Ni≤0.12≤0.50≤1.50≤0.120≤0.02≤0.80≤0.40Cr、Ni、Nb等Mo-Nb≤0.12≤0.50≤1.50≤0.120≤0.02≤0.80≤0.40V、Ti、Nb等低Mo-Nb-Ti≤0.12≤0.50≤1.50≤0.120≤0.02≤0.60≤0.40V、Ti、Nb等无Mo钢≤0.12≤0.50≤1.50≤0.120≤0.02

7、/≤0.40V、Ti、Nb等 试验原料为低碳铝镇静钢，经中频感应炉冶炼、合金化后浇铸成钢锭；钢锭加热后锻造成板坯（尺寸为25×230×400mm）；经加热、3～5道次轧制、冷却，最终厚度为5～7mm。　　冶炼设备为150Kg中频感应炉，锻造设备为750Kg空气锤，热轧轧机为Φ450轧机。高温拉伸试验设备为MTS810万能试验机。　　每炉号试验钢各取1个金相试样，用硝酸酒精溶液腐蚀，在金相显微镜上观察其室温微观组织。采用JSM-5600LV扫描电镜＋INCA能谱仪分析常温拉伸断口形貌。采用H800-EDAX透射电镜观察析出物形貌。3、

8、试验结果3.1常温拉伸断口分析试验钢常温拉伸试样在宏观下为剪切断口，在断口附近有明显的塑性变形，镜下观察整个断面均为韧窝形貌,如图3-1。图3-1　　宏观断口形貌及韧窝形貌3.2力学性能试验钢常温拉伸、高温拉伸试验结果见表3-1。表3