低屈服点抗震用LY225钢板的研制与开发

低屈服点抗震用LY225钢板的研制与开发

刘丹王东阳王青

（舞阳钢铁有限责任公司）

摘要随着钢结构建筑抗震设计水平的提高，耗能抗震技术已在抗震建筑设计中得到普遍应用。LY225钢板具有良好的塑韧性和低至225MPa的屈服强度，是一种新型建筑抗震用钢。通过合理的成分、工艺设计及中试工厂实验，舞钢成功研制开发低屈服点LY225抗震钢板，各项性能指标完全满足GB/T28905－2012标准要求。

关键词钢结构低屈服点抗震钢

Ｒesearch and Development of LY225SeismicＲesistant

Steel Plate with Low Yield Point

Liu Dan，Wang Dongyang and Wang Qing

（Wuyang Iron and Steel Co．，Ltd．）

Abstract With improvement of seismic resistance design level for steel structural building，the application of en-ergy consumption seismic resistance technology becomes more popular on seismic resistant building．LY225is a new type of seismic resistant steel for building structure with good ductility，toughness and yield strength down to225MPa．By rational design of composition，process and test in central lab，Wugang successfully develops LY225seismic resistant steel with low yield point，of which all the properties indicators fully satisfy the requirements of GB/T28905－2012 standard．

Keywords Steel structure，Low yield point，Seismic resistant steel

0前言

全世界每年平均发生上百万次地震，我国处于地震多发带，二十世纪以来发生近800余次6级以上的地震［1］，造成巨大的人员伤亡和财产损失。地震灾害引起人们对建筑抗震问题的关注，建筑结构的抗震设计由此日益受到重视。传统的建筑结构设计均依靠柱和梁的塑性变形来吸收地震能，但在日本神户大地震之后，人们发现传统设计建筑被严重损坏的柱梁主体结构很难修复，因此开始认识到这种设计的缺陷。随着建筑抗震技术的发展及抗震机理研究的深入，耗能抗震成为抗震技术的一个发展趋势［2］。耗能抗震技术就是通过消能阻尼器吸收地震能量［3］，当地震发生时，这些抗震装置先于其他结构承受地震荷载作用，并首先发生屈服，靠反复载荷滞后吸收地震能量，保护主体结构及建筑安全。日本新日铁公司于1995年成功开发出新型低屈服点钢种，用于制造抗震消能阻尼装置，并取得专利权。

低屈服点抗震用钢LY225是一种夹杂物含量极低、成分接近纯铁、C和Mn含量偏低的建筑结构用钢，具有屈服强度低且范围窄（205 245 MPa）、高延展性（40%以上）、高韧性和较高重复疲劳特性等性能特点。目前抗震用钢在国内的年需求量均在3000t以上，但抗震用钢在国内的使用受到制约，原因在于建筑物的设计一般不选择550MPa、630MPa高强度级别钢板，而抗震用钢通常与高强度级别钢组合设计。舞钢结合LY225钢的特点和市场需求，在中试工厂进行了40mm 厚低屈服点抗震用LY225钢板的研制开发。

1实验内容

通过250kg多功能非真空感应炉冶炼、LF精炼、VD精炼、浇铸，生产出高纯净度LY225钢锭，

·4·第25卷第1期

2019年2月

宽厚板

WIDE AND HEAVY PLATE

Vol．25，No．1

February2019

制备成2块200mm ˑ300mm ˑ250mm 规格坯

料，利用实验室小轧机轧制成厚度40mm 、宽度380 420mm 的试板，并根据实际长度切割成2

块试样，在热处理炉中对试样进行不同制度正火处理试验。按照GB /T 28905－2012标准对试样进行成分分析、力学性能检验以及微观组织观察，最后评估分析检验及观察结果。2

成分与性能设计

钢板一般通过固溶强化、析出强化、位错强化

和晶界强化等手段提高基体强度。鉴于抗震用钢

低屈服、高韧性以及高塑性的特点，在进行成分、冶炼、轧制以及后续热处理工艺设计时，应该考虑削弱固溶、位错等强化作用。熔炼成分、性能设计执行GB /T 28905－2012标准。实验钢成分及性能要求见表1、表2。

表1

实验钢成分要求（质量分数）

%

C

Si

Mn

P

S

Al

N

≤0．10≤0．10≤0．70≤0．025≤0．0150．020 0．050≤0．0060

表2

实验钢板性能要求

牌号Ｒp 0．2/MPa

Ｒm /MPa A 50/%Ｒp 0．2/Ｒm 冲击温度/ħ

冲击位置

（纵向）KV 2/J LY225

205 245300 400

≥40

≤0．80

板厚1/4处

最小值≥27

3轧制实验

3．1

加热制度及轧制工艺

LY225钢坯料的加热温度1240ħ，加热时

间3h 。II 阶段开轧温度在860ħ以下，轧制道次

压下量为15 30mm ，钢板轧制厚度为40mm 。实验钢轧制工艺见表3。

表3

实验钢轧制工艺

批号I 阶段开轧温度/ħ

I 阶段终轧温度/ħII 阶段开轧温度/ħII 阶段终轧温度/ħ返红温度/ħ晾钢厚度/mm

LY225－11100109085679071090LY225－2

1090

1089

850

760

670

90

3．2轧制态实验钢板实物性能分析

对轧制态钢板进行力学性能和金相检验，其

力学性能见表4，金相检验结果见图1、表5。

表4

40mm 厚轧制态钢板力学性能

批号

板厚

位置ＲeL /MPa Ｒm /MPa A /

%冲击温

度/ħ（纵向）KV 2/

J

LY225－11/2

261

341

38．0

1/4

28337038．0018．6，21．9，22．7LY225－21/2

26135642．41/4

274

375

36．8

12．4，10．5，

31．

2图140mm 厚轧制态钢板厚度1/4处金相组织

表5

40mm 厚轧制态钢板厚度1/4处金相检测

批号夹杂物/级A 类粗系

细系B 类

粗系细系C 类

粗系细系D 类

粗系细系Ds 类

晶粒度/级组织

LY225－100．5

00．50001．5

06．0F LY225－2

00

0．50

00．5

1．5

6．5

F

从表3、表4可知，在钢板的各项力学性能指标中，强度指标满足GB /T 28905－2012标准要

·

5·第1期

刘丹，等：低屈服点抗震用LY225钢板的研制与开发