一种高强度钢筋及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种金属及其生产方法，尤其是一种钢筋及其生产方法，属于金属及加工技术领域。本发明专利技术的成分按重量百分比计，包括下述元素：C：0.20～0.25%、Si：0.55～0.75%、Mn：1.10～1.65%、V：0.01～0.05%，Cr：0.10～0.20%，Nb：0.01～0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。其有益效果是：减少了Si、Mn、V、Nb、合金的用量，通过热轧工艺和热处理过程提升材料力学性能，可显著降低原材料成本，并将钢筋的屈服强度提高到650Mpa及以上，同时最大力总伸长率Agt不小于7.5%，该钢筋的耐腐蚀性能比普通钢筋提高2～5倍。无论在合金成本还是生产工艺上，均具有极大的优势，而且符合当前冶金行业“节能降耗”的总体发展趋势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属及其生产方法，尤其是一种钢筋及其生产方法，属于金属及加工

技术介绍
生产性能优良并且成本低廉的钢材，一直是冶金企业追求的目标和重要技术进步的推动力，也是企业长期面临的课题。在钢材生产和消费总量中，建筑用钢筋占有很大比重，随着建筑业的迅速发展，对热轧钢筋性能的要求越来越高。500MPa及以上级别强度的带肋钢筋具有强度高、安全储备性大、使用时节省钢材用量等优点，适合应用在高层、大跨度、 铁路轨道等建筑中。在国外，普遍采用500MPa及以上级别钢筋作为建筑中的主力钢筋。我国也加快高强度钢筋的研制，着力开发添加合金元素和采用轧后在线穿水工艺提高钢筋的屈服强度和抗拉强度，多数钢厂已成功生产出500MPa级强度的钢筋，部分钢厂也积极开始研究600MPa及以上高强度钢筋的生产。目前，国内生产屈服强度在600MPa及以上的高强度的钢筋主要以下二类工艺进行。一类是在20MnSi的基础上，采用钒铁、铌铁、钒氮微合金化提高钢的强度。该方法生产的钢筋强度要提高到600MPa，需加入大量的合金，导致其生产成本过高，企业的竞争优势较差和企业生产动力不足，从而不利于高强度钢筋的推广和应用，用该方法大力发展高强钢筋也会导致国家合金矿产资源大幅度下降。另一类使用微量合金，采用轧后在线余热处理等快冷工艺提高钢筋强度。该方法合金成分也可大幅降低，但存在如下缺陷短时间的轧后快冷工艺会带来肋部和肋底基圆的冷却不均匀以及大断面芯部和边部存在温度梯度差的问题，对组织和韧性不利，最终导致钢筋性能波动较大，容易出现屈服不明显和混晶现象，产品质量稳定性差，且屈服强度很难达到600MPa以上。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对以上现有技术的缺陷，提出，强度达到600MPa，稳定性佳。本专利技术通过以下技术方案解决技术问题，一种高强度钢筋，按重量百分比计，包括下述元素c 0. 20 0. 25%、Si 0. 55 0. 75%,Mn :1. 10 1. 65%、V 0. 01 0. 05% ,Cr 0. 10 O. 20%, Nb O. 01 0. 02%，余量为 Fe。根据钢筋性能要求可同时微量添加至少一种下述元素N1、B、Ti，其总量为 0. 01 0. 1%。上述配方的高强度直条钢筋的生产方法，包括以下步骤步骤一，将含有所述比例元素的钢坯在1080 1180°C下加热，于980 1040°C下开轧，经过精轧900 1020°C，弱冷至940 1030°C，再自然冷却至室温，得到钢筋；步骤二，将步骤一所述钢筋在850 950°C下淬火加热，保温75-85分钟后立即冷却； 步骤三，冷却之后进行回火，回火加热温度为400 600°C，获得含火索氏体的直条钢筋。上述配方的高强度盘条钢筋的生产方法，包括以下步骤步骤一，将含有所述比例元素的钢坯在1050 1150°C下加热，于940 1000°C下开轧，入精轧温度为880 940°C后弱冷至880 950°C进行吐丝成圈，送入辊道速度为O. 5 1.Om/s的斯太尔摩辊道冷却得到钢筋；步骤二，将步骤一所述钢筋在850 950°C下淬火加热，保温75-85分钟后立即冷却； 步骤三，冷却之后进行回火，回火加热温度为400 600°C，获得含火索氏体的盘条钢筋。以上方法中未加限定的工艺条件均可参照本领域常规技术。上述产品公称直径为6. 5 50mm，外形为光圆、带肋或螺纹状；钢筋最终屈服强度达到650MPa以上，最大力总伸长率Agt不小于7. 5%，疲劳性能满足铁路轨道用钢的 要求，且有良好的塑性和耐腐蚀性能。本专利技术采用Cr、V、Nb复合微量化，成本经济合理，所含微量的Cr的突出作用是成倍的增加钢的淬透性。对热处理钢筋而言，增加钢的淬透性具有重要的意义，通过相变强化可以使钢筋获得较高的强度。其中的碳、硅、锰含量与余热处理钢筋标准GB 13014-1991中的成分相当。GB13014中余热处理后钢的屈服强度为440 Mpa0而热轧钢筋最高强度到600 Mpa，但需加入较大量的V、Nb等合金元素，最大力总伸长率Agt大多仅为5% 6%，有的甚至更低。本专利技术的有益效果是减少了 S1、Mn、V、Nb、合金的用量，仅通过热处理过程提升材料力学性能，可显著降低原材料成本，并将钢筋的屈服强度提高到650Mpa及以上，同时最大力总伸长率Agt不小于7. 5%，该钢筋的耐腐蚀性能比普通钢筋提高2 5倍。无论在合金成本还是生产工艺上，均具有极大的优势，而且符合当前冶金行业“节能降耗”的总体发展趋势。具体实施方式实施例一本实施例的成分为C:0. 21%, Si 0. 62%, Mn:1. 52%, V :0. 015%, Cr:0. 11%, Nb:0. 014%, P:O. 018%, S:0. 008%，余量为 Fe。热轧工艺将A步骤的钢坯送入加热炉内加热，控制钢坯在加热炉的均热温度为 1080 1130°C，开轧温度970 990°C，入精轧温度920 930°C，吐丝温度930 940°C。 送入棍道速度为O. 5m/s的棍道,风机全关。6. 5mm盘条螺纹钢。热处理工艺将热轧后的6. 5_盘条螺纹钢进行淬火，淬火加热温度为900°C，保温80分钟后进行快速水冷；之后再进行回火，回火加热温度为500°C。热轧后和热处理后的性能见表I。表I权利要求1.一种高强度钢筋，按重量百分比计，包括下述元素c 0. 20 O. 25%、S1:0. 55 O.75%、Mn :1. 10 1. 65%、V 0. 01 O. 05% , Cr O. 10 O. 20%, Nb O. 01 O. 02%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述高强度钢筋，其特征在于所述不可避免的杂质是0.018 0.021% 的 P 和 O. 007 O. 015 的 S。3.根据权利要求1所述高强度钢筋，其特征在于还包括至少一种下述元素N1、B、Ti，其总量为O. 01 O. 1%。4.根据权利要求1所述高强度钢筋的生产方法，包括以下步骤步骤一，将含有所述比例元素的钢坯在1080 1180°C下加热，于980 1040°C下开轧，入精轧温度900 1020°C，弱冷至940 1030°C，再自然冷却至室温，得到钢筋；步骤二，将步骤一所述钢筋在850 950°C下淬火加热，保温75-85分钟后立即冷却；步骤三，冷却之后进行回火，回火加热温度为400 600°C，获得含火索氏体的直条钢筋。5.根据权利要求1所述高强度钢筋的生产方法，包括以下步骤步骤一，将含有所述比例元素的钢坯在1050 1150°C下加热，于940 1000°C下开轧，入精轧温度为880 940°C后弱冷至880 950°C进行吐丝成圈，送入辊道速度为O. 5 1.Om/s的斯太尔摩辊道冷却得到钢筋；步骤二，将步骤一所述钢筋在850 950°C下淬火加热，保温75-85分钟后立即冷却；步骤三，冷却之后进行回火，回火加热温度为400 600°C，获得含火索氏体的盘条钢筋。全文摘要本专利技术涉及一种金属及其生产方法，尤其是一种钢筋及其生产方法，属于金属及加工
本专利技术的成分按重量百分比计，包括下述元素C0.20～0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度钢筋，按重量百分比计，包括下述元素：C：0.20～0.25%、Si：0.55～0.75%、Mn?：1.10～1.65%、V：0.01～0.05%?，Cr：?0.10～0.20%，Nb：?0.01～0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锦圆，彭家清，汪德伟，郭峰，
申请(专利权)人：江苏永钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：