【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢筋混凝土结构用低温钢筋，具体涉及一种经济型低温抗震钢筋及其生产方法。
技术介绍
1、屈服强度400mpa级钢筋具有良好的力学性能、抗震性能和焊接性能，广泛应用于建筑、桥梁、隧道、轨道交通等设施中。我国南北方气温差异较大，北方个别地区的温度低至-50℃左右，在此环境下服役的钢筋，除了具备上述性能外，还需要具有优异的耐低温性能。而现有技术中对于耐低温的屈服强度400mpa级钢筋的研究较少。
2、中国专利cn114318175a公开了一种hrb500dw带肋钢筋棒材及其生产工艺，具体公开了一种hrb500dw带肋钢筋棒材，包括以下重量百分比的元素：c：0.06％～0.10％，si：0.20％～0.35％，mn：1.50％～1.60％，s≤0.005％，p≤0.010％，cr：0.03％～0.05％，ni:1.00％～1.1 0％，cu:0.10％～0.15％，mo:0.015％～0.020％，al:0.020％～0.050％，b＜0.0009％，其余为fe及不可避免的杂质，钢坯进入轧钢加热炉加热时，均热段加热温度1100℃～1150℃，均温段保温时间2～3小时，开轧温度900℃-950℃，终轧温度850℃～880℃。不添加nb/v，采用单一添加1％的ni元素，通过优化控轧控冷工艺，通过控制钢筋表层的贝氏体淬硬层厚度和组织形貌，获得了满足-170℃超低温性能指标要求的低温钢筋，降低了成本，简化了工艺。此专利中公开的带肋钢筋棒材的屈服强度级别不是400mpa级，其虽然低温性能优异，但是含有价格昂贵的战略性资源镍
3、中国专利cn110669995a公开了一种热轧超低温钢筋及其制备方法，具体公开了一种热轧超低温钢筋及其制备方法。热轧超低温钢筋以质量分数计包括：c0.05％～0.10％、mn1.30％～1.60％、si0.20％～0.35％、p≤0.015％、s≤0.010％、ni1.00％～1.40％、v0.035％～0.07％、cu 0.08％～0.25％、al 0.015％～0.040％、n0.0070％～0.011％、余量的fe。该热轧超低温钢筋性能优良，可满足液化天然气储罐超低温环境下的使用要求。此专利中公开的带肋钢筋棒材的屈服强度级别不是400mpa级，其虽然低温性能优异，但是含有价格昂贵的战略性资源镍合金，成本较高。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种经济型低温抗震钢筋及其生产方法，其屈服强度级别为400mpa级，同时耐-50℃低温，能够应用在低温环境中。
2、本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种经济型低温抗震钢筋，所述经济型低温抗震钢筋的化学成分及重量百分比为：c 0.17～0.25％，si 0.30～0.50％，mn 1.40～1.60％，p≤0.010％，s≤0.010％，nb0.020～0.030％，al 0.020～0.040％，n 0.005～0.010％，[h]≤0.00015％，t.o≤0.0020％，其余为fe和不可避免的杂质元素，且满足2≤al/n≤8；2≤nb/n≤6。
4、所述经济型低温抗震钢筋的表层为回火索氏体组织，芯部为铁素体和珠光体的复相组织。
5、表层回火索氏体的深度占钢筋公称直径的9-11％；芯部的组织中，铁素体的体积百分比占比为59-61％。
6、所述经济型低温抗震钢筋的rel≥400mpa；rm≥540mpa；rm/rel≥1.25；agt≥9.0％；-50℃低温下力学性能达到：无缺口试样rel≥450mpa、agt≥5.0％；有缺口试样agt≥2.0％；缺口敏感指数nsr≥1。
7、本专利技术还提供了所述经济型低温抗震钢筋的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：转炉炼钢--lf炉精炼--rh脱气--连铸--棒材轧制，轧后进行在线淬火自回火，然后上冷床冷却。
8、转炉炼钢步骤中，转炉冶炼终点要求c≥0.06％，p≤0.005％，出钢时钢包全程底吹氩，出钢量在1/4～4/5间，加入合金和渣料，加入顺序为：铝铁→渣料→锰硅合金→铌铁合金，出钢过程严格控制下渣量，渣量控制≤2kg/t。
9、lf炉精炼步骤中，钢包进站后开始升温化渣，要求白渣保持时间≥15分钟。
10、所述rh脱气步骤中，钢包进站后开始抽真空，保持真空度≤200pa，破空前保证h≤1.5ppm，破空后软吹氩气时间≥20分钟。
11、所述连铸步骤中，连铸全程保护浇铸，过热度≤35℃，连铸成方坯。
12、所述棒材轧制步骤中，方坯加热温度控制在1050～1150℃，开轧温度控制在1000～1050℃，终轧温度1000～1050℃，轧后淬火至钢筋表面温度450-500℃，然后自回火至钢筋表面温度为850～900℃后直接上冷床冷却。
13、本专利技术提供的经济型低温抗震钢筋中，各成分作用及控制如下：
14、c：c是钢中主要的强化元素，且价格低廉，但随着c含量的增加，焊接性能恶化，因此本专利技术c含量范围控制为0.17-0.25％。
15、si：si在钢中主要起固溶强化作用，提高钢的强屈比指标，改善钢的抗震性能，但si含量过高对塑韧性不利，本专利技术si含量范围控制为0.30-0.50％。
16、mn：mn能提高钢的淬透性，在淬火自回火工艺中发挥作用，提高钢的表层形成回火索氏体的作用，改善钢的强韧性能，但mn含量过高，会降低钢的塑韧性，本专利技术mn含量范围控制为1.40-1.60％。
17、nb：nb在高温下可固溶于钢中，通过阻止晶界运动来抑制高温奥氏体晶粒的长大，起到细晶强化作用，同时还可以起到固溶强化作用，有利于强屈比指标的提高。但nb超过0.040％时在钢筋中的作用会减弱，同时过高的nb会增加合金成本。本专利技术nb含量的选择控制为0.020～0.030％。
18、al：al可有效细化晶粒，尤其形成的aln粒子，可有效提高钢的韧性，但al过高则影响钢水的可浇性，本专利技术al含量范围控制为0.020～0.040％。
19、n：n是廉价的钢的强化元素，尤其与v、al等元素形成氮化物粒子，提高钢的强度，但n含量过高，增加钢的时效倾向，降低塑韧性，本专利技术n含量范围控制为0.005～0.010％。
20、p、s、h、o：s、p、h、o在本专利技术钢中属于有害元素，要求越低越好，p、s按≤0.010％控制，h按≤0.00015％控制，o按≤0.0020％控制。
21、a＝al/n，高温轧制过程中，析出的al与n形成aln粒子，有利于综合力学性能的改善，但a过高，其中的al不能充分发挥作用，过低，不能有效与n结合，本专利技术a＝al/n范围选择为：2≤a≤8。
22、d＝nb/n，轧后冷却过程中，析出的nb与n形成nbn粒子，有利于强度的提高，但d过高，其中的nb不能充分发挥作用，过低，不能有效与n结合，本专利技术d＝nb/n范围选择为：2≤d≤6。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种经济型低温抗震钢筋，其特征在于，所述经济型低温抗震钢筋的化学成分及重量百分比为：C 0.17～0.25％，Si 0.30～0.50％，Mn 1.40～1.60％，P≤0.010％，S≤0.010％，Nb 0.020～0.030％，Al 0.020～0.040％，N 0.005～0.010％，[H]≤0.00015％，T.O≤0.0020％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，且满足2≤Al/N≤8；2≤Nb/N≤6。
2.根据权利要求1所述的经济型低温抗震钢筋，其特征在于，所述经济型低温抗震钢筋的表层为回火索氏体组织，芯部为铁素体和珠光体的复相组织。
3.根据权利要求2所述的经济型低温抗震钢筋，其特征在于，表层回火索氏体的深度占钢筋公称直径的9-11％；芯部的组织中，铁素体的体积百分比占比为59-61％。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的经济型低温抗震钢筋，其特征在于，所述经济型低温抗震钢筋的ReL≥400MPa；Rm≥540MPa；Rm/ReL≥1.25；Agt≥9.0％；
5.如权利要求1-4任意一项所述的经济型低温抗震
6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，转炉炼钢步骤中，转炉冶炼终点要求C≥0.06％，P≤0.005％，出钢时钢包全程底吹氩，出钢量在1/4～4/5间，加入合金和渣料，加入顺序为：铝铁→渣料→锰硅合金→铌铁合金，出钢过程严格控制下渣量，渣量控制≤2kg/t。
7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，LF炉精炼步骤中，钢包进站后开始升温化渣，要求白渣保持时间≥15分钟。
8.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述RH脱气步骤中，钢包进站后开始抽真空，保持真空度≤200Pa，破空前保证H≤1.5ppm，破空后软吹氩气时间≥20分钟。
9.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述连铸步骤中，连铸全程保护浇铸，过热度≤35℃，连铸成方坯。
10.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述棒材轧制步骤中，方坯加热温度控制在1050～1150℃，开轧温度控制在1000～1050℃，终轧温度1000～1050℃，轧后淬火至钢筋表面温度450-500℃，然后自回火至钢筋表面温度为850～900℃后直接上冷床冷却。
...【技术特征摘要】
1.一种经济型低温抗震钢筋，其特征在于，所述经济型低温抗震钢筋的化学成分及重量百分比为：c 0.17～0.25％，si 0.30～0.50％，mn 1.40～1.60％，p≤0.010％，s≤0.010％，nb 0.020～0.030％，al 0.020～0.040％，n 0.005～0.010％，[h]≤0.00015％，t.o≤0.0020％，其余为fe和不可避免的杂质元素，且满足2≤al/n≤8；2≤nb/n≤6。
2.根据权利要求1所述的经济型低温抗震钢筋，其特征在于，所述经济型低温抗震钢筋的表层为回火索氏体组织，芯部为铁素体和珠光体的复相组织。
3.根据权利要求2所述的经济型低温抗震钢筋，其特征在于，表层回火索氏体的深度占钢筋公称直径的9-11％；芯部的组织中，铁素体的体积百分比占比为59-61％。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的经济型低温抗震钢筋，其特征在于，所述经济型低温抗震钢筋的rel≥400mpa；rm≥540mpa；rm/rel≥1.25；agt≥9.0％；
5.如权利要求1-4任意一项所述的经济型低温抗震钢筋的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：转炉炼钢--lf炉精炼--...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭湛，汪开忠，余良其，杨应东，徐雁，袁月，姜婷，张晓瑞，尹德福，丁雷，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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