一种630MPa级热轧高强抗震钢筋及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种630MPa级热轧高强抗震钢筋及其生产方法，钢筋化学成分组成及质量百分含量为：C：0.25‑0.28%，Si：0.50‑0.70%，Mn：1.40‑1.60%，S≤0.030%，P≤0.030%，V：0.120‑0.170%，Nb：0.010‑0.040%，N≤0.03%，Ceq≤0.58%，其余为Fe和不可避免杂质；生产方法包括连铸、铸坯冷却、加热、轧制、冷床冷却工序。本发明专利技术生产的630MPa级热轧高强抗震钢筋，组织为铁素体+珠光体，屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥750MPa，断后伸长率A≥14.0%，最大力总伸长率Agt≥9.0%，强屈比≥1.25，实标比≤1.30。

630MPa grade hot-rolled high-strength aseismic reinforcing bar and its production method

The present invention discloses a 630MPa class hot rolled high strength aseismatic steel bar and its production method. The composition of chemical composition and mass of steel bar is: C:0.25 0.28%, Si:0.50 0.70%, Mn:1.40 1.60%, S < 0.030%, P < 0.030%, V:0.120 0.170%, Nb:0.010 0.040%, N < 0.03%, Ceq < 0.58%, and the rest Fe and Unavoidable impurities; production methods include continuous casting, billet cooling, heating, rolling, cooling bed cooling procedures. The 630MPa grade hot rolled high strength seismic reinforcement produced by the invention is composed of ferrite and pearlite. The yield strength is more than 630MPa, the tensile strength is more than 750MPa, the elongation at post elongation is A more than 14%, the maximum force total elongation is Agt more than 9%, the strong flexion ratio is more than 1.25, and the real standard ratio is less than 1.30.

【技术实现步骤摘要】
一种630MPa级热轧高强抗震钢筋及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种630MPa级热轧高强抗震钢筋及其生产方法。
技术介绍
随着建筑行业的迅速发展，工程建设对钢筋性能的要求越来越高，建筑结构的安全性、抗震性问题引起了普遍关注。在国家大力提倡节能减排、绿色环保的背景下，作为资源消耗大户的建筑业，三、四级钢筋作为建筑用钢主材的状况已无法满足其发展的需要，生产、推广和应用高强抗震钢筋不仅能够迎合国家发展“节能减排、绿色发展”趋势，同时能够进一步提高建筑结构的安全性和整体质量。抗震钢筋除应满足标准所规定普通钢筋所有性能指标外，还应满足以下三个要求：1）抗震钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度特征之比不小于1.25；2）钢筋的实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比不大于1.30；3）钢筋的最大力总伸长不小于9%。以上三条确保了钢筋的抗震能力，使得抗震钢筋能够在建筑发生倾斜、变形时“稳起”，不发生断裂，更加充分的提高建筑物的耐久性和安全性。目前，国内生产高强钢筋的方法很多，但成分控制和产品抗震性能存在一定的差异，如碳含量控制较高对产品的焊接性和延伸性造成影响，产品强度能够达到630MPa但其不能满足抗震性能要求，需热处理、严格控冷等复杂生产工艺不适合推广应用等，均会限制后期产品的使用范围和生产工艺操作，同时对建筑物的安全性和稳定性造成一定影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种630MPa级热轧高强抗震钢筋；本专利技术还提供一种630MPa级热轧高强抗震钢筋的生产方法。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630MPa级热轧高强抗震钢筋，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25-0.28%，Si：0.50-0.70%，Mn：1.40-1.60%，S≤0.030%，P≤0.030%，V：0.120-0.170%，Nb：0.010-0.040%，N≤0.030%，其余为Fe和不可避免杂质。本专利技术所述钢筋Ceq≤0.58%。本专利技术所述钢筋组织为珠光体+铁素体；所述钢筋组织晶粒度≥10级。本专利技术所述钢筋组织珠光体含量40-55%。本专利技术所述钢筋屈服强度（Rel）≥630MPa，抗拉强度（Rm）≥750MPa，断后伸长率（A）≥14.0%，最大力总伸长率（Agt）≥9.0%，强屈比（Rm○/Rel○）≥1.25，实标比（Rel○/Rel）≤1.30。本专利技术还提供了一种630MPa级热轧高强抗震钢筋的生产方法，所述生产方法包括连铸、铸坯冷却、加热、轧制、冷床冷却工序；所述连铸工序，铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25-0.28%，Si：0.50-0.70%，Mn：1.40-1.60%，S≤0.030%，P≤0.030%，V：0.120-0.170%，Nb：0.010-0.040%，N≤0.030%，Ceq≤0.58%，其余为Fe和不可避免杂质。本专利技术所述铸坯冷却工序，铸坯缓冷≥24h。本专利技术所述加热工序，预热段炉气温度为900～950℃，加热段炉气温度为1060～1100℃，均热段炉气温度为1180～1250℃，铸坯出炉温度为1100～1150℃。本专利技术所述轧制工序，开轧温度为1050～1100℃。本专利技术所述冷床冷却工序，上冷床温度1080～1150℃，下冷床温度360～450℃。本专利技术化学成分的设计思路：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Nb元素，使钢筋能达到优异的抗震性能。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，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0.25～0.28%。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元素会造成铸坯偏析严重导致钢筋内部组织异常，影响力学性能，本专利技术Mn元素在钢中质量分数为1.40～1.60%。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，本专利技术Si元素在钢中质量分数控制在0.50～0.70%。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≤0.030%。V元素与C、N结合成碳氮化物，起强化作用。V在钢中可控制应变时效，降低钢的脆性转变温度，使强度与韧性更好的配合。本专利技术V元素在钢中质量百分含量控制在0.120～0.170%。Nb元素在热轧状态下起到固溶强化作用，显著降低铁素体项目温度，促进低温相变产物-珠光体百分比，贡献抗拉强度，从而提高钢筋产品的强屈比。Ceq碳当量对钢筋的焊接性能影响较大，合理的控制碳当量含量能够提高钢筋的焊接性能。本专利技术生产工艺的设计思路：铸坯冷却，低温铸坯内部已彻底转变完毕（奥氏体→铁素体+珠光体），钢坯入炉加热类似对铸坯进行热处理，消除内部缺陷（内应力、晶间裂纹等），有效提高钢筋整体质量。加热工序较高加热温度能够使部分铌析出物回溶，从而在冷床冷却过程中再次析出，但加热温度不宜过高，过高的加热温度提高初始奥氏体晶粒度晶粒，降低钢筋整体强度。热轧钢筋生产轧制几乎为等温轧制，控制冷床温度能够杜绝轧制过程出现过度冷却，导致成品组织异常，出现回火马氏体等，导致钢筋性能不合格。本专利技术630MPa级热轧高强抗震钢筋产品标准参考GB1499.2《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》；性能检测标准参考GB1499.2。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630MPa级热轧高强抗震钢筋，组织为铁素体+珠光体，其中晶粒度≥10级，珠光体含量40-55%，无其它有害组织，适合各种建筑环境应用。2、本专利技术生产的630MPa级热轧高强抗震钢筋屈服强度（Rel）≥630MPa，抗拉强度（Rm）≥750MPa，断后伸长率A≥14.0%，最大力总伸长率Agt≥9.0%，强屈比（Rm○/Rel○）≥1.25，实标比（Rel○/Rel）≤1.30。3、本方法无需热处理、严格控冷等工艺，产品性能稳定，无异常组织，工艺简便，适合大范围工业化推广应用。附图说明图1为实施例1630MPa级热轧高强抗震钢筋晶粒图；图2为实施例1630MPa级热轧高强抗震钢筋金相组织图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1本实施例630MPa级热轧高强抗震钢筋，其化学成分组成及质量百分含量为：C：0.28%，Si：0.57%，Mn：1.52%，V：0.148%，S：0.025%，P：0.020%，Nb：0.032%，N：0.020%，Ceq：0.57%，余量为铁和不可避免的杂质。本实施例630MPa级热轧高强抗震钢筋的生产方法包括连铸、铸坯冷却、加热、轧制、冷床冷却工序，具体工艺步骤如下所述：（1）连铸工序：连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.28%，Si：0.57%，Mn：1.52%，V：0.148%，S：0.025%，P：0.020%，Nb：0.032%，N：0.020%，Ceq：0.57%，余量为铁和不可避免的杂质；（2）铸坯冷却工序：经连铸得到合格的铸坯缓冷24h；（3）加热工序：预热段炉气温度为905℃，加热段炉气温度为1090℃，均热段炉气温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种630MPa级热轧高强抗震钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25‑0.28%，Si：0.50‑0.70%，Mn：1.40‑1.60%，S≤0.030%，P≤0.030%，V：0.120‑0.170%，Nb：0.010‑0.040%，N≤0.030%，其余为Fe和不可避免杂质。

【技术特征摘要】
1.一种630MPa级热轧高强抗震钢筋，其特征在于，所述钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25-0.28%，Si：0.50-0.70%，Mn：1.40-1.60%，S≤0.030%，P≤0.030%，V：0.120-0.170%，Nb：0.010-0.040%，N≤0.030%，其余为Fe和不可避免杂质。2.根据权利要求1所述的一种630MPa级热轧高强抗震钢筋，其特征在于，所述钢筋Ceq≤0.58%。3.根据权利要求1所述的一种630MPa级热轧高强抗震钢筋，其特征在于，所述钢筋组织为珠光体+铁素体；所述钢筋组织晶粒度≥10级。4.根据权利要求1所述的一种630MPa级热轧高强抗震钢筋，其特征在于，所述钢筋组织珠光体含量40-55%。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种630MPa级热轧高强抗震钢筋，其特征在于，所述钢筋屈服强度（Rel）≥630MPa，抗拉强度（Rm）≥750MPa，断后伸长率（A）≥14.0%，最大力总伸长率（Agt）≥9.0%，强屈比（Rm○/Rel○）≥1.25，实标比（Rel○/Rel）≤1.30。6.基于权利要求1-4任意一项所述的一种630MPa级热轧高强抗震钢筋的生产方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：白瑞国，乔国平，王宝华，张俊粉，张春雷，褚文龙，贾元海，
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