一种具有高强度韧性的PC钢棒及其热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高强度韧性的PC钢棒，其成分重量百分含量为：C：0.32-0.35%、Si：1.1-1.3%、Mn：0.26-0.28%、Ni：0.33-0.35%、Cr：0.18-0.21%、Mo：0.18-0.20%、V：0.01-0.03%、Sr：0.25-0.27%、Nb：0.04-0.06%、B：0.003-0.005%、Cu：0.01-0.05%、Ti：0.13-0.15%，稀土元素：0.16-0.18%，余量为Fe和不可避免的其他杂质；其中，稀土元素包括：13-15%镨、6-8%钕、5-7%钷、1-3%铕、7-9%钆、12-14%铒、15-17%钇，其余为镧；本发明专利技术还公开了一种具有高强度韧性的PC钢棒的热处理方法；本发明专利技术产品具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，同时具有良好的可焊接性和镦锻性，可广泛应用于高强的与应力或凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高强度韧性的PC钢棒及其热处理方法
本专利技术属于预应力钢材制造领域，涉及一种具有高强度韧性的PC钢棒及其热处理方法。
技术介绍
预应力混凝土用钢棒简称PC钢棒，是由日本高周波热炼株式会社于20世纪60年代开发的一种技术含量很高的预应力钢材，1964年获准日本专利，属于预应力强度级别中的中间强度级。由于它具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，良好的可焊接性、镦锻性、节省材料等特点，在国外已被广泛应用于高强的与应力或凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中，在国际、尤其是亚洲具有十分广阔的市场。PC钢棒在我国尽管起步较晚，在80年代末期开始和引进该产品的生产技术；无锡市锡澄轧钢厂自1987年开始自主试制PC钢棒，1988年向广州南方管桩厂提供第一批产品，检验合格后用于生产φ400PHC桩，并在试桩成功后全部用于工程。通过设备引进与开发，设计生产能力发展迅速，但就整体而言，目前仍处于生产和应用的探索阶段。国内产品与进口PC钢棒相比，差距主要表现在：钢棒性能通条性能均匀性差；在加工过程中镦裂现象比较严重；挺直度达不到要求；松弛度高；外观及包装质量差等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种具有高强度韧性的PC钢棒及其热处理方法，本专利技术产品具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，同时具有良好的可焊接性和镦锻性，可广泛应用于高强的与应力或凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种具有高强度韧性的PC钢棒，其成分重量百分含量为：C：0.32-0.35％、Si：1.1-1.3％、Mn：0.26-0.28％、Ni：0.33-0.35％、Cr：0.18-0.21％、Mo：0.18-0.20％、V：0.01-0.03％、Sr：0.25-0.27％、Nb：0.04-0.06％、B：0.003-0.005％、Cu：0.01-0.05％、Ti：0.13-0.15％，稀土元素：0.16-0.18％，余量为Fe和不可避免的其他杂质；所述稀土元素包括：13-15％镨、6-8％钕、5-7％钷、1-3％铕、7-9％钆、12-14％铒、15-17％钇，其余为镧。本专利技术进一步限定的技术方案是：本专利技术还提供一种具有高强度韧性的PC钢棒，其成分重量百分含量为：C：0.32％、Si：1.1％、Mn：0.26％、Ni：0.33％、Cr：0.18％、Mo：0.18％、V：0.01％、Sr：0.25％、Nb：0.04％、B：0.003％、Cu：0.01％、Ti：0.13％，稀土元素：0.16％，余量为Fe和不可避免的其他杂质；其中，稀土元素包括：13％镨、6％钕、5％钷、1％铕、7％钆、12％铒、15％钇，其余为镧。本专利技术还提供一种具有高强度韧性的PC钢棒，其成分重量百分含量为：C：0.35％、Si：1.3％、Mn：0.28％、Ni：0.35％、Cr：0.21％、Mo：0.20％、V：0.03％、Sr：0.27％、Nb：0.06％、B：0.005％、Cu：0.05％、Ti：0.15％，稀土元素：0.18％，余量为Fe和不可避免的其他杂质；其中，稀土元素包括：15％镨、8％钕、7％钷、3％铕、9％钆、14％铒、17％钇，其余为镧。本专利技术还提供一种具有高强度韧性的PC钢棒，其成分重量百分含量为：C：0.33％、Si：1.12％、Mn：0.27％、Ni：0.34％、Cr：0.2％、Mo：0.19％、V：0.02％、Sr：0.26％、Nb：0.05％、B：0.004％、Cu：0.03％、Ti：0.14％，稀土元素：0.17％，余量为Fe和不可避免的其他杂质；其中，稀土元素包括：14％镨、7％钕、6％钷、2％铕、8％钆、13％铒、16％钇，其余为镧。进一步的，本专利技术还提供一种具有高强度韧性的PC钢棒的热处理方法，包括如下具体步骤：步骤(1)：将坯料于热处理炉中加热，并精轧到需要尺寸的PC钢棒锻坯，所述加热的温度为860-880℃；步骤(2)：将步骤(1)中的PC钢棒锻坯降温至400-550℃，然后进行扩氢退火处理；步骤(3)：对步骤(2)中扩氢退火处理后的PC钢棒锻坯进行粗加工，除去其表面的黑皮；步骤(4)：依次对步骤(3)中粗加工后的PC钢棒锻坯进行高温淬火与低温回火处理；步骤(5)：对步骤(4)中处理后的PC钢棒锻坯依次进行精加工，即得到PC钢棒成品。前述，步骤(2)中的扩氢退火处理具体包括：将步骤(1)得到的PC钢棒锻坯进炉加热至910-930℃并保温300-320分钟，炉冷至380-420℃保温120-150分钟，使过冷奥氏体部分转变为下贝氏体，并析出表面部分的氢，随后再加热到620-680℃保温480-670分钟，炉冷至310-330℃出炉空冷。步骤(4)中的高温淬火与低温回火处理具体包括：将粗加工后的PC钢棒锻坯进炉加热至870-890℃并保温15-19分钟，然后迅速水冷，再将PC钢棒锻坯加热至180-220℃并保温22-32分钟，最后空冷至室温。前述水冷淬火处理时的初试水温低于32℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术的成分中的Cr会导致碳及合金元素的严重偏析，钢筋会出现共晶碳化物，从而降低钢筋的冲击韧度；本专利技术通过加入稀土金属，可有效减弱钢筋的合金元素偏析现象，可大幅度提高钢筋的冲击韧度。本专利技术采用了扩氢退火处理，处理过程中，将PC钢棒锻坯进炉加热至910-930℃并保温300-320分钟，炉冷至380-420℃保温120-150分钟，使过冷奥氏体部分转变为下贝氏体，并析出表面部分的氢，而大部分氢仍然留在芯部；随后再加热到620-680℃保温480-670分钟，此时，一方面，PC钢棒锻坯的塑性较大，不会因为氢的聚集造成很大的压力开裂，另一方面发生了未转变的过冷奥氏体想珠光体的转变；氢由于溶解度降低而脱溶析出，由于芯部与表面存在氢浓度差，扩散速度增大，于是析出的氢原子便由内向外扩散至钢的表面，结合成氢分子逸出。本专利技术通过淬火和回火处理，不但可以细化晶粒，提高钢筋的韧性，同时还可以减轻或消除带状组织等缺陷，提高钢筋整体冲击性能，使钢筋组织更为均匀稳定，从而获得较好的综合力学性能，本产品具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，同时具有良好的可焊接性和镦锻性。具体实施方式实施例1本实施例提供一种具有高强度韧性的PC钢棒，其成分重量百分含量为：C：0.32％、Si：1.1％、Mn：0.26％、Ni：0.33％、Cr：0.18％、Mo：0.18％、V：0.01％、Sr：0.25％、Nb：0.04％、B：0.003％、Cu：0.01％、Ti：0.13％，稀土元素：0.16％，余量为Fe和不可避免的其他杂质；其中，稀土元素包括：13％镨、6％钕、5％钷、1％铕、7％钆、12％铒、15％钇，其余为镧。本实施例还提供一种具有高强度韧性的PC钢棒的热处理方法，包括如下具体步骤：步骤(1)：将坯料于热处理炉中加热，并精轧到需要尺寸的PC钢棒锻坯，所述加热的温度为860℃；步骤(2)：将步骤(1)中的PC钢棒锻坯降温至400℃，然后进行扩氢退火处理；步骤(3)：对步骤(2)中扩氢退火处理后的PC钢棒锻坯进行粗加工，除去其表面的黑皮；步骤(4)：依次对步骤(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高强度韧性的PC钢棒，其特征在于，其成分重量百分含量为：C：0.32‑0.35%、Si：1.1‑1.3%、Mn：0.26‑0.28%、Ni：0.33‑0.35%、Cr：0.18‑0.21%、Mo：0.18‑0.20%、V：0.01‑0.03%、Sr：0.25‑0.27%、Nb：0.04‑0.06%、B：0.003‑0.005%、Cu：0.01‑0.05%、Ti：0.13‑0.15%，稀土元素：0.16‑0.18%，余量为Fe和不可避免的其他杂质；所述稀土元素包括：13‑15%镨、6‑8%钕、5‑7%钷、1‑3%铕、7‑9%钆、12‑14%铒、15‑17%钇，其余为镧。

【技术特征摘要】
1.一种具有高强度韧性的PC钢棒的热处理方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤(1)：将坯料于热处理炉中加热，并精轧到需要尺寸的PC钢棒锻坯，所述加热的温度为860-880℃；步骤(2)：将步骤(1)中的PC钢棒锻坯降温至400-550℃，然后进行扩氢退火处理；步骤(3)：对步骤(2)中扩氢退火处理后的PC钢棒锻坯进行粗加工，除去其表面的黑皮；步骤(4)：依次对步骤(3)中粗加工后的PC钢棒锻坯进行高温淬火与低温回火处理；步骤(5)：对步骤(4)中处理后的PC钢棒锻坯依次进行精加工，即得到PC钢棒成品，其成分重量百分含量为：C：0.32-0.35％、Si：1.1-1.3％、Mn：0.26-0.28％、Ni：0.33-0.35％、Cr：0.18-0.21％、Mo：0.18-0.20％、V：0.01-0.03％、Sr：0.25-0.27％、Nb：0.04-0.06％、B：0.003-0.005％、Cu：0.01-0.05％、Ti：0.13-0.15％，稀土元素：0.16-0.18％，余量为Fe和不...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚圣法，吴海洋，
申请(专利权)人：江苏天舜金属材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32