高强钢筋及其生产方法技术

本发明专利技术揭示了一种高强钢筋及其生产方法。所述高强钢筋的化学成分包括：C:0.15‑0.32％，Si+Mn:0.5‑1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1‑2.1％，V:0.02‑0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01‑0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；Mn＝(2.5‑3.5)Si，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％，其生产方法包括冶炼、连铸、控温轧制、控温冷却，连铸的钢水过热度15‑30℃，加热温度1200‑1250℃且在炉时间60‑120min，开轧温度1000‑1150℃，精轧温度850‑950℃，上冷床温度800‑920℃。

High Strength Reinforcement Bar and Its Production Method

【技术实现步骤摘要】
高强钢筋及其生产方法
本专利技术属于钢铁材料
，涉及一种高强钢筋及其生产方法。
技术介绍
低级别钢筋(包括普通钢筋)在使用过程中，不仅增加钢材消耗量，造成资源和能源消耗，提高环境负担，而且因为明显的屈服平台和强度较低，屈服阶段中在不增大拉力的情况下就会发生较大的塑性变形，会严重影响建筑物的安全性。而重大防护工程等结构安全等级的相关要求在不断提高，使得低级别钢筋已不能完全满足要求，高强钢筋(例如抗大变形钢筋)应运而生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强钢筋及其生产方法，其无明显的屈服平台和强度高。为实现上述目的之一，本专利技术一实施方式提供了一种高强钢筋，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1-2.1％，V:0.02-0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋的化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.29％，Si+Mn:0.5-1.8％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1-2.0％，V:0.05-0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.54％。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋的化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.6％，Cr:0.3-0.6％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.3-2.0％，V:0.02-0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋的化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.3-2.1％，V:0.02-0.8％，B:0.0008-0.002％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋的化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1-2.1％，V:0.02-0.8％，B:0.0008-0.002％，Nb和Al中的至少一种:0.01-0.3％，Ti:0.01-0.1％且Ti/N≥1.5，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋的截面直径为14-18mm，且其C含量以质量百分比计为0.15-0.3％，碳当量Ceq为0.40-0.52％；或者，所述高强钢筋的截面直径为20-22mm，且其C含量以质量百分比计为0.15-0.3％，碳当量Ceq为0.52-0.54％。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋的微观组织包括铁素体、珠光体、贝氏体和析出相。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述铁素体的体积百分比为5-35％、尺寸为2-15μm，所述珠光体的体积百分比为30-70％，所述贝氏体的体积百分比为5-35％、尺寸为5-25μm，所述析出相的尺寸≤100nm、体积含量≥2×105个/mm3。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述铁素体的体积百分比为8-30％、尺寸为3-12μm，所述珠光体的体积百分比为35-65％，所述贝氏体的体积百分比为8-40％、尺寸为6-22μm，所述析出相的尺寸≤80nm、体积含量≥5×105个/mm3。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述铁素体的体积百分比为10-25％、尺寸为4-10μm，所述珠光体的体积百分比为40-60％，所述贝氏体的体积百分比为15-35％、尺寸为8-20μm，所述析出相的尺寸≤60nm、体积含量≥8×105个/mm3。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋在拉伸试验的应力应变曲线中无明显屈服平台，屈服强度≥600MPa，屈强比≤0.78，断后延伸率≥25％，均匀延伸率≥15％，-20℃冲击韧性≥160J。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述高强钢筋包括母材和闪光对焊连接点，且所述高强钢筋在拉伸实验中的断裂点形成于所述母材处。为实现上述目的之一，本专利技术一实施方式提供了所述高强钢筋的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：冶炼工序：在电炉或转炉中进行钢水冶炼；连铸工序：钢水经过连铸机制成连铸钢坯，在连铸过程中的钢水过热度为15-30℃；控温轧制工序：连铸钢坯轧制成钢筋，连铸钢坯在加热炉中的加热温度为1200-1250℃且在炉时间为60-120min，开轧温度为1000-1150℃，精轧温度850-950℃；控温冷却工序：在冷床上对钢筋进行冷却，钢筋上冷床温度为800-920℃。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述冶炼工序包括吹氩精炼工艺，在所述吹氩精炼工艺中，采用0.4-0.6MPa压力氩气底吹来软搅拌精炼后的钢水，软搅拌时间不小于5min。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，在连铸过程中对钢水进行电磁搅拌，电磁搅拌参数为300A/4Hz且末端电磁搅拌参数为480A/10Hz。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，在所述连铸工序中，连铸钢坯的矫直温度≥850℃。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述控温冷却工序中，钢筋上冷床温度为820-900℃，并且上冷床后的冷速为2-5℃/s。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：采用合理的C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni合金化设计，结合Nb、V、Ti、Al微合金化设计，实现了微观组织精细化控制；其在拉伸试验的应力应变曲线中无明显屈服平台、屈服强度≥600Mpa、屈强比≤0.78，在其达到屈服强度后发生持续加工硬化和均匀塑性变形，可显著改善建筑物抵抗外部扰动的能力；并且其断后延伸率≥25％、均匀延伸率≥15％，均匀延伸率明显高于普通钢筋和抗震钢筋，有助于大幅提升建筑物抵抗变形的能力；所述高强钢筋在-20℃测试条件下，冲击韧性≥160J，明显高于普通钢筋和抗震钢筋，所述高强钢筋的高韧性使其在变形过程中吸收更多的能量，提高建筑物抵抗破坏的能力；再者，所述高强钢筋的低碳当量设计，确保了冷弯、焊接等加工应用性能提升。具体实施方式如
技术介绍
所述，低级别钢筋(包括普通钢筋，甚至部分抗震钢筋)存在具有明显的屈服平台和较低的强度等问题，不满足日益提高的安全等级要求，专利技术人正是基于此而提供一种无明显屈服平台且综合强度性能好的高强钢筋及其生产方法，基于其优良的性能，该高强钢筋还可以称为抗大变形钢筋。具体地，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强钢筋，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15‑0.32％，Si+Mn:0.5‑1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1‑2.1％，V:0.02‑0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01‑0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5‑3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。

【技术特征摘要】
1.一种高强钢筋，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1-2.1％，V:0.02-0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。2.根据权利要求1所述的高强钢筋，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.29％，Si+Mn:0.5-1.8％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1-2.0％，V:0.05-0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.54％。3.根据权利要求1所述的高强钢筋，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.6％，Cr:0.3-0.6％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.3-2.0％，V:0.02-0.8％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。4.根据权利要求1所述的高强钢筋，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.3-2.1％，V:0.02-0.8％，B:0.0008-0.002％，Nb、Ti和Al中的至少一种:0.01-0.3％，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。5.根据权利要求4所述的高强钢筋，其特征在于，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.15-0.32％，Si+Mn:0.5-1.9％，Mn+Cr+Mo+Ni:1.1-2.1％，V:0.02-0.8％，B:0.0008-0.002％，Nb和Al中的至少一种:0.01-0.3％，Ti:0.01-0.1％且Ti/N≥1.5，余量为Fe及不可避免的杂质；其中，Mn＝(2.5-3.5)Si，碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.56％。6.根据权利要求1所述的高强钢筋，其特征在于，所述高强钢筋的截面直径为14-18mm，且其C含量以质量百分比计为0.15-0.3％，碳当量Ceq为0.40-0.52％；或者，所述高强钢筋的截面直径为20-22mm，且其C含量以质量百分比计为0.15...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，麻晗，周云，陈焕德，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，张家港宏昌钢板有限公司，江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32