本发明专利技术公开了一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋及其生产方法，按重量百分比计算，其化学成分为C：0.10～0.21%，Si：0.30～0.80%，Mn：1.0～1.60%，P：≤0.030%，S：≤0.030%，Cr：0.6～1.0%，Cu：0.05～0.40%，V：0.020～0.10%，其余为Fe和不可避免的杂质；其生产方法包括转炉或电炉冶炼、钢包微合金化、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制和冷床空冷。本发明专利技术通过控制钢中Cr和Cu含量提高钢筋的抗腐蚀性能，并对工艺参数严格控制，在保证钢塑韧性情况下，促进V（C，N）析出强化作用，得到性能优异的400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋及其生产方法，属于冶金和建筑材料
技术介绍
随着沿海地区城镇化的发展及对海洋资源的开发利用，在沿海及海洋中建设钢筋混凝土结构物体已成必然并有扩大化的趋势，但目前使用的钢筋混凝土结构用钢筋锈蚀情况较为严重，钢筋使用寿命较短，最长不过10～20年，对建筑物体造成了较大的安全隐患，因此，钢筋的腐蚀性能已成为国内外工程界关注的热点问题，开发具有良好腐蚀性能的钢筋已成为国内外工业化国家研究的主要课题。针对钢筋腐蚀问题，目前国内外使用的耐腐蚀钢筋主要有不锈钢钢筋、镀锌钢筋、涂层钢筋等钢筋。但均存在一定的缺点，如不锈钢钢筋生产成本高、价格昂贵而推广应用困难；镀锌钢筋耐蚀性有限且焊接困难；涂层钢筋使用要求严格且易损坏钢筋表面涂层，加快钢筋腐蚀等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋及其生产方法，通过控制钢中Cr和Cu含量提高钢筋的抗腐蚀性能，并对炼钢和轧钢工艺参数进行严格控制，在保证钢塑韧性情况下，避免了钢中Cu产生的热加工开裂，促进V（C，N）析出强化作用，得到各方面性能优异的400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋。本专利技术所采取的技术方案是：一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋，按重量百分比计算，其化学成分为C：0.10～0.21%，Si：0.30～0.80%，Mn：1.0～1.60%，P：≤0.030%，S：≤0.030%，Cr：0.6～1.0%，Cu：0.05～0.40%，V：0.020～0.10%，其余为Fe和不可避免的杂质。钢筋中化学元素的作用如下：C：是钢中除铁以外最主要的元素。碳含量增加，通过固溶强化和析出强化等作用显著提高钢的强度，但塑性、韧性，特别是可焊性下降，同时耐腐蚀性、冷弯性能也显著下降。Si：是重要的还原剂和脱氧剂，钢中加入硅能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。硅和钼、钨、铬等结合，对提高抗腐蚀性和抗氧化性有一定作用，适量硅可提高钢材的强度，而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。Mn：是良好的脱氧剂和脱硫剂，在钢中主要起固溶强化作用，是重要的强化元素，同时也是奥氏体形成元素，适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性，锰对钢的耐腐蚀性影响不大。P/S：在钢中易形成有害夹杂物，降低钢的韧性和塑性。磷对钢的耐蚀性能有一定益处，部分耐候钢采用Cu-P系成分设计，但其耐蚀性能提高有限，且仅针对大气腐蚀。Cr：在钢中可提高抗氧化性、耐腐蚀性能、淬透性能、屈服强度、抗拉强度。但在非氧化性介质中Cr的作用不如钼、镍，单独添加铬元素不能极大的提高钢的耐海水腐蚀性能，且容易增加点蚀倾向，同时Cr含量较高时不利于焊接性能，因此要合理控制其范围。Cu：可以提高在非氧化性酸中的耐腐蚀性能，特别是具有耐大气腐蚀的能力。铜能够提高强度和韧性，但是在热加工时容易产生热脆，当铜含量较小时对钢的焊接性能影响较小，而当铜含量较高时，钢的塑韧性显著降低，会产生热加工开裂，且不利于焊接性能，因此要合理控制其范围。V：能够细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性，当钒在高温熔入奥氏体时，可增加钢的淬透性，当钒与碳形成碳化物存在于钢中时，则会降低钢的淬透性，但在高温高压下可提高钢的抗氢腐蚀能力，钒对钢的耐腐蚀性影响不大。本专利技术还提供了上述400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋的生产方法，包括转炉或电炉冶炼、钢包微合金化、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制和冷床空冷。转炉或电炉冶炼步骤中，在加入废钢过程中加入铜块或铜板进行铜合金化，转炉终点成分质量百分含量控制为C：0.06%-0.12%，P≤0.020%，转炉终点温度1650～1680℃。钢包微合金化步骤中，加入硅锰合金或锰铁、硅铁、铬铁和钒氮合金进行锰、硅、铬和钒合金化。炉外精炼步骤中，精炼终点喂钙铁线进行钙处理，精炼结束后保证软吹氩时间≥8min，精炼起吊温度为1570～1590℃。连铸步骤中，采用连铸全程保护浇铸，中包稳定控制在1525～1540℃；拉速为1.7～2.0m/min；二冷比水量为0.9～1.3L/kg钢，采用铸坯堆垛缓冷。铸坯加热步骤中，加热温度为1050±50℃。轧制步骤中，开轧温度为1000～1050℃，终轧温度为950～1000℃。本专利技术提供的400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋、普通HRB400钢筋和含钒HRB400钢筋性能对比数据见表1。腐蚀速率检测：试验设备：循环腐蚀箱；试验时间：72h；NaCl浓度：5%；温度：35℃；盐雾沉降量：1.0ml/h·80cm2。表1 本专利技术钢筋、普通HRB400钢筋和含钒HRB400钢筋性能对比数据项目Rm/MPaRel/MPaRm/RelRel/Rel0A/%Agt/%腐蚀速率/ g/(m2·h)本专利技术钢筋590-690460-510≥1.27≤1.24≥18≥110.217-0.432普通HRB400E钢筋≥540≥400≥1.25≤1.30≥17≥100.861-1.521含钒HRB400E钢筋570-670435-490≥1.26≤1.26≥17≥110.376-0.668本专利技术通过控制钢中的Cr和Cu含量提高钢筋的抗腐蚀性能，通过控制钢中V含量，促进V（C，N）析出强化作用，提高钢的强度和抗氢腐蚀性能，获得本专利技术400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋，与其他耐腐蚀钢筋（如镀锌钢筋、不锈钢钢筋等）相比，本专利技术的钢筋具有优良、稳定的耐腐蚀和力学性能。通过盐雾腐蚀试验表明，本专利技术的耐腐蚀性能是普通抗震钢筋的3～4倍，是含钒抗震钢筋的1.5～2.0倍，力学性能、焊接性能均优于普通抗震钢筋，与含钒抗震钢筋相当。本专利技术通过对炼钢和轧钢工艺参数的严格控制，钢种化学成分稳定，波动范围较小，在保证钢塑韧性情况下，避免了钢中Cu产生的热加工开裂，促进V（C，N）析出强化作用，钢筋抗拉强度控制在640±50MPa,屈服强度控制在480±30MPa，其他均达到抗震钢筋标准要求，钢筋性能稳定好。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术通过控制钢中Cr和Cu含量提高钢筋的抗腐蚀性能，并对炼钢和轧钢工艺参数进行严格控制，在保证钢塑韧性情况下，避免了钢中Cu产生的热加工开裂，促进V（C，N）析出强化作用，得到各方面性能优异的400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步地说明；实施例1-6中400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋的工艺流程为：转炉或电炉冶炼→钢包微合金化→炉外精炼→连铸→铸坯加热→轧制→冷床空冷，具体操作步骤为：（1）冶炼：将铁水与废钢、铜块或铜板、造渣料等一起进行脱碳脱磷冶炼，其中铜块或铜板用于铜合金化，终点碳的重量百分比控制在0.06～0.12%，磷的重量百分含量P≤0.020%，终点温度控制在1650～1680℃。（2）钢包微合金化：在步骤（1）出钢过程中加入硅锰合金或锰铁、硅铁、铬铁和钒氮合金进行锰、硅、铬和钒合金化，出钢过程全程吹氩搅拌。（3）炉外精炼：将步骤（2）钢水送至LF炉进行精炼，对钢水温度、成分进行精细化控制，精炼全过程底吹氩搅拌，促进夹杂物上浮，精炼终点对钢液喂钙铁线调本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋，其特征在于：按重量百分比计算，其化学成分为C：0.10～0.21%，Si：0.30～0.80%，Mn：1.0～1.60%，P：≤0.030%，S：≤0.030%，Cr：0.6～1.0%，Cu：0.05～0.40%，V：0.020～0.10%，其余为Fe和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋，其特征在于：按重量百分比计算，其化学成分为C：0.10～0.21%，Si：0.30～0.80%，Mn：1.0～1.60%，P：≤0.030%，S：≤0.030%，Cr：0.6～1.0%，Cu：0.05～0.40%，V：0.020～0.10%，其余为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求１所述的一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：包括转炉或电炉冶炼、钢包微合金化、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制和冷床空冷。3.根据权利要求2所述的一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋及其生产方法，其特征在于：所述转炉或电炉冶炼步骤中，在加入废钢过程中加入铜块或铜板进行铜合金化，转炉终点成分质量百分含量控制为C：0.06%-0.12%，P≤0.020%，转炉终点温度1650～1680℃。4.根据权利要求2所述的一种400MPa级含钒抗震耐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：所述钢包...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳刚强，白瑞国，韩春良，张俊粉，马海峰，王晓东，
申请(专利权)人：河北钢铁股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。