细晶复相低碳螺纹直条及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种以普碳钢为原料、屈服强度在４００Ｍｐａ以上的细晶复相低碳螺纹直条及其生产方法。所述的细晶复相低碳螺纹直条包括铁，还包括以下成份，并且以下成份所占的重量比例分别为：碳为０．１５～０．２１％，硅为０．２０～０．４０％，锰为０．４０～０．６０％，磷≤０．０１５％，硫≤０．０１５％。所述的生产方法包括如下步骤：（１）轧制工艺：将铸坯送入步进炉内加热至９６０℃～１０００℃，待温至９５０℃～９８０℃时依次送入粗、中轧机组轧制，然后再进入精轧机组轧制，其中中轧第一架轧机的入口钢温控制在８１０℃～８４０℃，进精轧前控温至８００℃～８５０℃，精轧倒数第三架轧机的出口控温至７３０℃～８００℃；（２）轧后冷却工艺：完成精轧后，经过冷却最终得到性能优良的成品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁材料领域中的金属热轧技术，具体涉及到一种细晶复相低 碳螺纹直条及其生产方法。
技术介绍
螺纹钢有螺纹盘条和螺纹直条两类，螺纹盘条由于其直径规格小容易实施 控轧控冷工艺而成为工业化大生产的热点；螺纹直条则由于直径规格相对较大， 实施控轧控冷工艺困难，且产品横截面金相组织表层与内部晶粒大小差异显著、 表层组织受强冷影响多表现为强硬相，受此影响，产品性能不稳定，在使用中 也容易诱发裂纹等危害。目前，采用热轧方法生产屈服强度400MPa级螺纹直条 (钢筋)的原料主要有HRB400 (20MnSiNb、 20MnSiV等)及HRB335 (20MnSi) 两类；以添加Nb、 V等微合金元素的方式生产出来的钢筋屈服强度高，综合性 能良好，但合金成本较高，且属于国内匮乏资源，也不利于资源回收；采用普 碳钢生产的螺纹直条(钢筋)，合金成本低，易回收，但普遍遇到屈服强度偏低 的情况，难以达到GB1499-1998的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是将提供一种以普碳钢为原料、屈服强度在400Mpa以上的。为解决上述一个技术问题，本专利技术采用的具体技术方案是所述的细晶复 相低碳螺纹直条，包括铁，其特点是还包括以下成份，并且以下成份所占的 重量比例分别为碳为0.15~0.21%，硅为0.20-0.40%，锰为0.40-0.60%，磷《 0.015%，硫《0.015%。在实际生产的产品中除上述成份外还会存在一些不可避 免的杂质。上述螺纹直条的金相组织为晶体尺寸为3 5u m的铁素体，占螺纹直条横截 面0~5%的回火组织以及少量珠光体。并且回火组织面积不超过总横截面面积的 5%，并且回火组织仅存在于肋周围，螺纹直条的基圆截面内无回火组织。为解决上述另一个技术问题，本专利技术所述的细晶复相低碳螺纹直条的生产 方法，包括如下步骤(1)轧制工艺将铸坯送入步进炉内加热至96(TC 100(rC， 加热时间1.2-1.5小时，出钢后，在轧前辊道上待温至95(TC 98(rC时依次送入 粗、中轧机组轧制，然后再进入精轧机组轧制，其中，中轧第一架轧机的入口 钢温控制在810。C 84(TC，进精轧前控温至800。C 85(TC，精轧倒数第三架轧机 的出口控温至730°C~800°C; (2)轧后冷却工艺完成精轧后，通过轧后快冷水 箱降温200。C 30(TC，使水箱出口处轧件温度为500。C 55(TC，随后上冷床实施 空冷，最终得到成品。上述的精轧采用热机轧制工艺。本专利技术的冶金成分设计依据是(1) 碳含量控制在0.15 0.2P/。的较低水平，确保材料具备比较好的焊接性能 的同时，降低控制轧制过程对轧制设备的能力要求；(2) 硅含量控制为0.20 0.30%，稍高于普碳钢中硅的含量，是为了减少或避 免连铸坯铸态组织中柱状晶发达对后期晶粒细化的遗传影响；(3) 锰含量控制在0.40~0.60%，是由于锰含量对控制轧制过程中的形变细化 有不利影响，同时也保留适量的锰，以利于结合钢中杂质元素，改善产品性能；(4) 碳、锰含量偏下限设计也是为了配合材料的A3、 Al温度，以最大限度 发挥轧制设备能力，同时，又不应较显著的縮小实际控轧温度区间，便于实施 控轧工艺；(5) 硫、磷含量控制在0.015以内，是为改善钢质，提高洁净度，同时也是 避免硫、磷对产品低温韧性的影响。本专利技术采用复相组织的依据在于由于回火组织(索氏体、托氏体)比相同碳含量的珠光体具有更高的强度 与综合性能，用索氏体、托氏体作为基体中的强化相可显著提高铁素体一珠光 体的强度；3 5"m的细化铁素体作为主要的韧性相可提高塑性和韧性，同时， 相比通常的组织来说，细化的铁素体其晶界面积的大幅度增加，也利于改善钢 的综合性能。本专利技术的优点是(1)螺纹直条钢筋的铁素体晶粒细小，钢筋具备良好的低 温韧性；(2)生产中不用添加Nb、 V等合金元素，吨钢成本降低150 210元； (3)所述的细晶复相低碳螺纹直条的综合性能较好其屈服强度400MPa以上， 抗拉强度570MPa以上，5倍伸长率20%以上，同时具备良好的冷弯性能、韧脆 转变温度及冲击性能，冷弯合格。 具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术所述的技术方案作进一步的描述。本专利技术所述的细晶复相低碳螺纹直条，其化学成分(wte/。)为co.i5 o.2iy。，Si0.20~0.40%， Mn0.40~0.60%， P《0.015%, S《0.015%，其余为铁及不可避免 的杂质，其金相组织为晶体尺寸为3 5ym的铁素体，占横截面0~5%的回火组 织以及少量珠光体。下面两个表格分别表示出了三种细晶复相低碳螺纹直条的化学成份及相应的技术指标:表1:<table>table see original document page 6</column></row><table>表2:<table>table see original document page 6</column></row><table>本实施例中，用于制造细晶复相低碳螺纹直条的详细生产工艺路线为 50t氧气顶吹转炉冶炼一挡渣出钢一钢包脱氧合金化一钢包渣改质一LF精炼一150mn^方坯连铸机一结晶器电磁搅拌一铸坯表面质量检查一高刚度短应力线轧机连轧一控制冷却一成品打捆。其中，轧制工艺为本专利技术的核心，具体为(1) 轧制工艺步进炉内加热至960 1000。C，加热时间1.2-1.5小时，出钢 后，在轧前辊道上待温至950 980'C入粗、中轧机组轧制，第8架轧机(中轧第 1架)入口钢温控制在810~840°C，由该架轧机前的水冷箱实施控温；进12架(精轧第l架)前水冷段温度800 850°C，精轧采用热机轧制(TMCP)工艺， 通过机架间水冷控制17架(精轧第6架、也即倒数第3架)出口温度730~800°C ， 进18架(精轧第7架)、19架(精轧第8架)完成轧制。(2) 轧后冷却工艺精轧后通过轧后快冷水箱降温200 300，水箱出口处轧 件温度500 550'C，随后上冷床实施空冷。下表列出了三种细晶复相低碳螺纹直条生产过程中相关部位的温度控制情况<table>table see original document page 7</column></row><table>权利要求200710132150.81、 细晶复相低碳螺纹直条，包括铁，其特征在于还包括以下成份，并且 以下成份所占的重量比例分别为碳为0.15~0.21%，硅为0.20 0.40%，锰为 0.40 0.60%，磷《0.015%，硫《0.015%。2、 如权利要求l所述的细晶复相低碳螺纹直条，其特征在于所述螺纹直条的金相组织为晶体尺寸为3 5 u m的铁素体，占螺纹直条横截面0 5%的回火 组织以及少量珠光体。3、 如权利要求2所述的细晶复相低碳螺纹直条，其特征在于回火组织面 积不超过总横截面面积的5%，并且回火组织仅存在于肋周围，螺纹直条的基圆 截面内无回火组织。4、 一种上述任一权利要求中所述的细晶复相低碳螺纹直条的生产方法，其特征在于包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
细晶复相低碳螺纹直条，包括铁，其特征在于：还包括以下成份，并且以下成份所占的重量比例分别为：碳为０．１５～０．２１％，硅为０．２０～０．４０％，锰为０．４０～０．６０％，磷≤０．０１５％，硫≤０．０１５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张先轶，李刚，陈华斌，吴惠英，杜显峰，王云川，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]