一种抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋，属于钢铁新材料技术领域。采用低镍铬含量（Ni<2.0%，Cr<2.0%）与钒氮微合金化相结合的成分设计，其中，C：0.20～0.25、Si：0.40～0.80、Mn：1.20～1.60、P≤0.035、S≤0.035、V：0.06～0.20、N：0.010～0.030、Ni：0.20～2.0、Cr：0.20～2.0、Ti：0.01～0.03，余量为Fe；均为质量百分比数。优点在于，该钢筋在热轧状态屈服强度达到YS700MPa级的条件下，不仅断后总伸长率达到12.5－18.0%，均匀伸长率达到5.5－9.5%，强屈比达到1.27－1.45，满足了抗震性能的技术指标要求，而且耐候性能优于世界名牌耐候钢Corten?A。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁新材料
，特别是提供了一种抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋。
技术介绍
目前世界上还没有任何钢铁企业可以生产这种兼具抗震与耐候性能的高强度YS700MPa级热轧带肋钢筋。美国MMFX公司是世界上唯一开发出具有良好耐候性能的GlOO级(YSlOOksi级，即YS690MPa级)热轧钢筋的厂家。该公司采用很高的接近铁素体不锈钢的Cr含量(8-10. 9%Cr)，使得GlOO级钢筋不仅达到690MPa以上的高屈服强度，而且保证了GlOO级钢筋具有非常良好的耐大气腐蚀性能。这对于各种桥梁和公路设施(例如钢筋混凝土桥面、公路路面、高速公路防撞墩和人行道)，海洋和海岸工程结构(例如海洋平台、防波堤、码头、浮桥、系泊处和海岸栏)，腐蚀环境中的高应力结构(例如冷却塔、烟囱、储煤仓、隧道内衬、储水槽罐以及造纸厂、化工厂、水处理厂和污水处理厂的工程结构)，能够延长钢筋混凝土构件的使用寿命，降低工程结构的维修和构件更换成本，具有长远和巨大的经济与社会效益。但是，GlOO级钢筋的总伸长率仅达到7. 2-10%,而强屈比TS/YS只有I. 05-1. 18，达不到抗震建筑结构对于钢筋强屈比的技术指标要求TS/YS彡I. 25。近年来由钢筋腐蚀导致钢筋混凝土桥面和其他工程构件失效引起各国的重视。例如美国每年由于腐蚀造成的损失达到3000亿美元，其中仅高速公路桥的腐蚀损失就高达800亿美元，绝大多数是由于钢筋腐蚀造成钢筋混凝土构件毁坏引起的。我国不仅面临由钢筋腐蚀导致的钢筋混凝土结构损毁问题，而且地处世界最强的环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震活动频繁，平均每年发生30次5级以上地震，6次6级以上强震，I次7级以上大震，占全球大陆地震的1/3左右，是世界大陆地震最多的国家。因此，对于我国的钢筋混凝土工程结构，不仅要求钢筋提高强度和耐大气腐蚀性能，而且要求钢筋具有良好的抗震性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋，满足了我国建筑、交通、能源、海洋开发、国防建设和各种工程结构对抗震耐候高强度钢筋的近期和长远需求；该钢筋在屈服强度和抗拉强度满足指标要求(YS彡700MPa, TS彡900MPa)的条件下，不仅耐候性能优于世界名牌耐候钢Corten A，而且断后总伸长率达到12. 5 一18. 0%，均匀伸长率达到5. 5-9. 5%，强屈比达到I. 27-1. 45，满足了抗震性能的技术指标要求，成为世界上第一个兼具抗震与耐候性能的YS700MPa级高强度热轧钢筋。根据抗震耐候和热轧强度级别的特点，将该钢命名为HRB700SW，其中HRB表示热轧带肋钢筋Hot-Rolled Ribbed-Bar (或 Hot-Rolled Rebar), 700 表不屈服强度级别(MPa), S 表不抗震 Seism-resistant, W 表不耐候 Weathering-resistant。本专利技术是在申请人此前开发的热轧强度模型基础上，分析了高强度钢的强塑化机理与途径，以及高强度热轧钢筋的现场实际工艺设备条件、加工与使用性能、合金成本等因素对各种强化途径的限制，例如热轧长型材孔型对热轧形变热处理TMCP技术的限制，焊接性能对快速水冷和回火马氏体组织的限制，抗震性能和屈强比对细化强化的限制，微合金化方法和高温快轧对析出强化的限制，合金化成本对有效的相变强化元素(例如Ni、Cr等)的限制等技术难点后，提出了在保证良好耐大气腐蚀性能所必要的低镍铬含量的基础上，采用以贝氏体为基础的复相组织与析出强化相结合的复合强化途径。本专利技术的抗震耐候高强度YS700级热轧钢筋HRB700SW，采用低镍铬含量(Ni〈2. 0%, Cr<2. 0%)与钒氮微合金化相结合的成分设计，其中，C :0. 20 O. 25,Si :0. 40 O. 80、Mn 1. 20 I. 60、P 彡 O. 035、S 彡 O. 035、V 0. 06 O. 20、N 0. 010 O. 030、Ni O.20 2. O、Cr :0. 20 2. O、Ti :0. 01 O. 03，余量为Fe ;均为质量百分比数。本专利技术合金含量显著低于美国MMFX公司开发的GlOO级(YS690MPa级)热轧钢筋，在获得了以细化贝氏体为基体的复相组织和弥散析出的碳氮化物的显微组织的同时，HRB700SW的总伸长率为12. 5 一 18. 0%,显著高于美国GlOO总伸长率7. 2-10% ； HRB700SW 的均匀伸长率(即最大力伸长率Agt)为5. 5-9. 5%，强屈比TS/YS为I. 27-1. 45，在高屈服强度(YS ^ 700MPa)的条件下满足了抗震性能的技术指标要求。由于该钢采用一定配比的低镍铬含量，结合热轧形变热处理TMCP工艺，使得该热轧态钢筋在耐候性能方面优于CortenA，在盐雾加速腐蚀条件下的平均腐蚀速率低于Corten A。可见，本专利技术研制的YS700级高强度钢筋，在耐候性能优于Corten A的情况下，具有良好的抗震性能，成为目前世界上唯一的抗震耐候YS700MPa级高强度热轧态钢筋。本专利技术的主要技术创新点如下I、在低镍铬含量范围内调整低碳SiMn钢的镍铬含量配比(Ni〈2. 0%，Cr<2. 0%)，可以显著提高钢材表面氧化层内氧化铬的百分比，形成致密的含铬氧化膜，阻止了钢材表面的进一步氧化和腐蚀，显著提高了钢材的耐候性能。在盐雾箱加速腐蚀对比试验中，本专利技术HRB700SW的耐候性能(平均腐蚀速率)优于NiCrCuP系的耐候钢Corten A。2、在钒氮微合金化处理中，根据钒氮原子比为1:1所需的氮含量，提高钢中氮含量，从而提高VCN析出相内VN析出相的百分比，有效减小了 VCN析出相颗粒的尺寸，提高了析出强化效果。在透射电镜TEM观察下，可以看到在钢基体上弥散分布的50nm左右以下的细小VC和VN颗粒，有利于同步提高屈服强度和抗拉强度。3、在保证耐候性能的基础上，充分利用Ni元素扩大奥氏体区、降低转变温度、促进贝氏体转变的作用，采用适当的热轧形变热处理TMCP工艺，控制加热温度TA、轧制温度TD和冷却速度CR，获得了以细化贝氏体为基体的复相组织和弥散析出的碳氮化物，同步提高了钢材的屈服强度和抗拉强度，在屈服强度达到700MPa以上的高强度水平上，获得了较高的总伸长率A=12. 5-18. 0%和均匀伸长率(即最大力伸长率)Agt=5. 5-9. 5%以及抗震性能所需的强屈比TS/YS彡I. 25 (实际产品TS/YS=1. 27-1. 45)。4、本专利技术HRB700SW钢中的细化贝氏体组织，在透射电镜TEM观察下，可以看到铁素体板条之间存在着条状碳化物薄膜和颗粒，而不是三十年来备受争议的贝氏体形态的针状铁素体或者无碳贝氏体，这种具有碳化物薄膜和颗粒的低碳贝氏体对于同步提高钢材的屈服强度和抗拉强度、提高钢材的应变硬化能力、均匀伸长率和强屈比，从而提高抗震性能起着重要作用。本专利技术采用低镍铬含量(Ni〈2. 0%，Cr<2. 0%)与钒氮微合金化相结合的成分设计，下面就成分设计机理与性能进一步叙述I力学性能与抗震耐候性能指标在力学性能达到热轧态钢筋目前世界最高屈服强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋，其特征在于，化学成分及含量为：C：0.20～0.25、Si：0.40～0.80、Mn：1.20～1.60、P≤0.035、S≤0.035、V：0.06～0.20、N：0.010～0.030、Ni：0.20～2.0、Cr：0.20～2.0、Ti：0.01～0.03，余量为Fe；均为质量百分比数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李光瀛，刘宪民，张江玲，张黎明，王卫卫，杨俊虎，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，中天钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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