一种500MPa级耐腐蚀钢筋及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种500MPa级耐腐蚀钢筋及生产方法，所述钢筋化学成分及质量百分含量如下：C：0.16～0.20%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.10～1.30%，V：0.07～0.09%，S≤0.03%，P≤0.03%，Cu：0.30～0.40%，Cr：0.8～1.0%，余量为铁和不可避免的杂质。生产方法包括方坯连铸、加热、轧制工序。本发明专利技术生产的钢筋具备应有的力学性能和良好的耐腐蚀性，屈服强度Rel≥500MPa，抗拉强度Rm≥630MPa，最大力总伸长率Agt≥9%，强屈比（Rm

【技术实现步骤摘要】
一种500MPa级耐腐蚀钢筋及生产方法
本专利技术属于钢铁冶炼
，具体涉及一种500MPa级耐腐蚀钢筋及生产方法。
技术介绍
钢筋混凝土结构广泛应用于桥梁、高层建筑、高架公路、堤坝、海底隧道和大型海洋平台等的建设。虽然混凝土对钢筋具有保护作用，但在实际应用过程中，特别是在苛刻的腐蚀环境中，钢筋将受到腐蚀。例如，在海洋与喷洒化冰盐的氯盐污染环境中，氯离子渗透到混凝土内部破坏钢筋表面钝化膜，导致钢筋腐蚀，降低结构的使用寿命。由于钢筋腐蚀造成的损失巨大，已引起国内外建筑、冶金行业的高度重视，可以预期耐蚀钢筋将具有广阔的应用前景和市场潜力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种500MPa级耐腐蚀钢筋；本专利技术还提供了一种500MPa级耐腐蚀钢筋的生产方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种500MPa级耐腐蚀钢筋，所述钢筋化学成分及质量百分含量如下：C：0.16～0.20%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.10～1.30%，V：0.07～0.09%，S≤0.03%，P≤0.03%，Cu：0.30～0.40%，Cr：0.8～1.0%，余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术所述钢筋组织为珠光体和铁素体，珠光体≥50%，铁素体≤50%。本专利技术所述钢筋屈服强度Rel≥500MPa，抗拉强度Rm≥630MPa，最大力总伸长率Agt≥9%，强屈比（Rm○/Rel○）≥1.25，实标比（Rel○/Rel）≤1.30，相对腐蚀率＜70%。本专利技术还提供了一种500MPa级耐腐蚀钢筋的生产方法，其包括方坯连铸、加热、轧制工序，所述方坯连铸方坯化学成分及质量百分含量如下：C：0.16～0.20%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.10～1.30%，V：0.07～0.09%，S≤0.03%，P≤0.03%，Cu：0.30～0.40%，Cr：0.8～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质。本专利技术所述方坯连铸工序，方坯缓冷≥24h。本专利技术所述轧制工序，开轧温度为980～1050℃，轧后自然冷却。本专利技术所述加热工序，预热段炉气温度为700～800℃，加热段炉气温度为950～1050℃，均热段炉气温度为1050～1120℃。本专利技术的设计思路：本专利技术是在熔炼过程中加入一定量的C、Mn、Si、V元素基础上，加入Cu、Cr元素，使钢筋能达到优良力学性能，同时具备优良的抗腐蚀性能。C是提高钢材强度的直接而有效的元素，但过高的C元素会降低钢筋的韧性，同时会降低钢筋的耐腐蚀性能，为保证钢筋的综合性能，本专利技术C在钢中的质量分数选择在0.16～0.20%。Mn元素也是有效提高钢筋强度的主要元素，同时Mn元素对强屈比的贡献＞1.25，过高的Mn元素会降低钢筋耐腐蚀性能，本专利技术Mn元素在钢中质量分数为1.10～1.30%。Si元素也是提高钢材强度和强屈比的元素之一，但是Si元素对强度的贡献较小，其更大的作用是为了保证钢材脱氧良好和具有较好的强屈比性能，硅含量较高时会降低焊接性能，本专利技术Si元素在钢中质量分数控制在0.30～0.50%。S、P元素会对产品塑性产生不利影响，为有害元素。通过实践，S、P元素在钢中质量百分含量限制在≤0.03%。Cu元素能显著提高钢筋耐腐蚀性能，由于Cu的化合物熔点普遍较低，融化后能够弱化晶界，加工时容易产生热脆，实践证明铜含量超过0.4%塑性显著降低。为了充分发挥Cu在钢筋中的有益作用，又不显著增加生产难度，Cu元素在钢中质量百分含量控制在0.30～0.40%。Cr元素不但能有效提高钢材强度和强屈比，也同样提高钢材耐腐蚀性，是本专利技术添加的主要合金元素，但过高的Cr元素会降低钢筋塑性。通过实践，Cr元素在钢中质量百分含量控制在0.80～1.00%。V元素对位错有强烈的钉扎作用，而且能阻止奥氏体晶粒长大，使铁素体晶粒细化，从而提高材料的强度和塑性。本专利技术V元素在钢中质量百分含量控制在0.07～0.09%。由于具有一定的Cu含量，如果方坯加热温度过高，会对坯料热塑性产生影响，不利于轧制，如果坯料加热温度过低，会使轧制设备负荷过载，同样不利于生产，本专利技术中预热段炉气温度为700～800℃，加热段炉气温度为950～1050℃，均热段炉气温度为1050～1120℃，坯料开轧温度为980～1050℃，为合理的加热工艺。轧后强制冷却会破坏钢筋表面氧化膜，使钢筋耐腐蚀性变差，同时会使钢筋表层产生回火组织，使强屈比降低，因此本专利技术要求轧后自然冷却。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术生产的500MPa级耐腐蚀钢筋，组织为铁素体和珠光体，无回火组织，除了具备应有的力学性能外，同时具有十分良好的耐腐蚀性。2、本专利技术生产的钢筋屈服强度Rel≥500MPa，抗拉强度Rm≥630MPa，最大力总伸长率Agt≥9%，强屈比（Rm○/Rel○）≥1.25，实标比（Rel○/Rel）≤1.30，相对腐蚀率＜70%。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1500MPa级耐腐蚀钢筋，化学成分及质量百分含量如下：C：0.16%，Si：0.30%，Mn：1.30%，V：0.09%，S：0.025%，P：0.021%，Cu：0.30%，Cr：0.80%，余量为铁和不可避免的杂质。生产方法包括方坯连铸、加热、轧制工序，具体步骤如下：1）方坯连铸工序：经连铸得到合格的方坯，坯料缓冷24h。2）加热工序：预热段炉气温度为728℃，加热段炉气温度为1012℃，均热段炉气温度为1089℃。3）轧制工序：坯料开轧温度为1018℃，轧后自然冷却。本500MPa级耐腐蚀钢筋组织全部为珠光体和铁素体。其性能指标如下：屈服强度Rel：559MPa，抗拉强度Rm：721MPa，强屈比（Rm○/Rel○）：1.29，实标比（Rel○/Rel）1.12，最大力总伸长率Agt：12.1%，相对腐蚀率52%。实施例2500MPa级耐腐蚀钢筋，化学成分及质量百分含量如下：C：0.20%，Si：0.50%，Mn：1.10%，V：0.07%，S：0.018%，P：0.024%，Cu：0.40%，Cr：1.0%，余量为铁和不可避免的杂质。生产方法包括方坯连铸、加热、轧制工序，具体步骤如下：1）方坯连铸工序：经连铸得到合格的方坯，坯料缓冷28h。2）加热工序：预热段炉气温度为759℃，加热段炉气温度为1022℃，均热段炉气温度为1105℃。3）轧制工序：坯料开轧温度为1034℃，轧后自然冷却。本500MPa级耐腐蚀钢筋组织全部为珠光体和铁素体，其性能指标如下：屈服强度Rel：547MPa，抗拉强度Rm：717MPa，强屈比（Rm○/Rel○）：1.31，实标比（Rel○/Rel）1.09，最大力总伸长率Agt：12.7%，相对腐蚀率38%。实施例3500MPa级耐腐蚀钢筋，化学成分及质量百分含量如下：C：0.18%，Si：0.43%，Mn：1.22%，V：0.085%，S：0.018%，P：0.024%，Cu：0.34%，Cr：0.89%，余量为铁和不可避免的杂质。生产方法包括方坯连铸、加热、轧制工序，具体步骤如下：1）方坯连铸工序：经连铸得到合格的方坯，坯料缓冷34h。2）加热工序：预热段炉气温度为769℃，加热段炉气温度为984℃，均热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种500MPa级耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分及质量百分含量如下：C：0.16～0.20%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.10～1.30%，V：0.07～0.09%，S≤0.03%，P≤0.03%，Cu：0.30～0.40%，Cr：0.80～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种500MPa级耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分及质量百分含量如下：C：0.16～0.20%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.10～1.30%，V：0.07～0.09%，S≤0.03%，P≤0.03%，Cu：0.30～0.40%，Cr：0.80～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种500MPa级耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述钢筋组织为珠光体和铁素体。3.根据权利要求1所述的一种500MPa级耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述钢筋屈服强度Rel≥500MPa，抗拉强度Rm≥630MPa，最大力总伸长率Agt≥9%，强屈比Rm○/Rel○≥1.25，实标比Rel○/Rel≤1.30，相对腐蚀率＜70%。4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种500MPa级耐腐蚀钢筋的生产方法，包括方坯连铸、加热、轧制工序，其特征在于，所述方坯连铸方坯化学成分及质量百分含量如下：C：0.16～0.20%，Si：0....

【专利技术属性】
技术研发人员：王立军，张俊粉，褚文龙，翁玉娟，张春雷，王晓飞，高玲玲，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北,13