[發明專利]高強度高塑性熱處理鋼筋及其制備方法

有效

• 申請號: 201210163385.4
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102766819A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 吳錦圓;王進;彭家清;汪德偉;郭峰
• 申請（專利權）人: 江蘇永鋼集團有限公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/58;C22C38/54;C22C38/50;C22C38/48;C21D1/18;B21B1/16
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 黃春松;陳忠輝

技術領域

本發明涉及到一種高強度高塑性熱處理鋼筋(簡稱HTB)及其制備方法，屬于金屬材料與加工技術領域。適用于鐵路、國防等強度要求較高的混凝土構件上。

背景技術

生產性能優良并且價格低廉的鋼材，一直是鋼鐵企業追求的目標。在鋼材生產和消費總量中，建筑鋼筋占有很大比重，隨著建筑業的迅速發展，對熱軋鋼筋性能的要求越來越高。屈服強度500MPa及以上級別強度的帶肋鋼筋具有強度高、安全儲備性大、使用時節省鋼材用量等優點，適合應用在高層、大跨度、鐵路軌道等建筑中。在國外，普遍采用500MPa及以上級別鋼筋作為建筑中的主力鋼筋。我國也正在加快高強度鋼筋的研制，著力開發添加合金元素和采用軋后在線穿水工藝提高鋼筋的屈服強度和抗拉強度，多數鋼廠已成功生產出500MPa級強度的鋼筋，部分鋼廠也積極開始研究600MPa及以上級別高強度鋼筋的生產。

目前國內生產屈服強度在600MPa及以上的高強度鋼筋主要采用以下二類工藝進行。一類是在20MnSi的基礎上，采用釩鐵、鈮鐵、釩氮微合金化提高鋼的強度。該方法生產的鋼筋強度要提高到600MPa，需加入大量的合金，導致其生產成本過高，產品的競爭優勢較差，企業生產動力不足，從而不利于高強度鋼筋的推廣和應用，用該方法大力發展高強鋼筋也會導致國家合金礦產資源的大量消耗。另一類使用微量合金工藝，采用軋后在線余熱處理等快冷工藝提高鋼筋強度。該方法合金成分也可大幅降低，但存在如下缺陷：短時間的軋后快冷工藝會帶來肋部和肋底基圓的冷卻不均勻、以及大斷面芯部和邊部存在溫度梯度差的問題，對組織和韌性不利，最終導致鋼筋性能波動較大，容易出現屈服不明顯和混晶現象，產品質量穩定性差，且屈服強度很難達到600MPa以上，另外經過普通熱處理后鋼筋的塑性較差，斷后伸長率僅為6～7％，塑性較差。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種能盡量節省其它金屬成份用量的高強度高塑性熱處理鋼筋；本發明的另一個目的是提供一種適合制備該高強度高塑性熱處理鋼筋的方法。

為實現上述第一個目的，本發明采用的技術方案是：所述的高強度高塑性熱處理鋼筋，具有如下質量百分比的成份：C：0．20～0．25％，Si：0．56～0．75％，Mn：1．10～1．65％，V：0．01～0．05％，Cr：0．10～0．20％，Nh：0．01～0．02％，P≤0．040％，S≤0．040％，余量為Fe。

進一步地，前述的高強度高塑性熱處理鋼筋，其中，還含有總的質量百分比為0．01～0．1％的以下三種成份中的至少一種：Ni、B、Ti。鋼中加入適量的鎳，能提高對酸、堿的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。另外，鎳能提高鋼的強度，而又能保持良好的塑性和韌性。鋼中可加入鈦和(或)硼：鈦和硼能使鋼的內部組織致密，細化晶粒；鈦能降低時效敏感性和冷脆性，還能改善焊接性能。

為實現上述第二個目的，本發明先經過熱軋將鋼坯軋制成鋼筋，有直條和盤條兩種產品和工藝，熱軋工藝的目的是保證熱處理工藝所需原材料有好的組織和原始性能；再經過熱處理工藝來進一步提高鋼筋的性能。其主要工藝步驟如下。

高強度高塑性熱處理鋼筋的制備方法，包括如下步驟：(一)熱軋工藝：(1)直條鋼筋的熱軋工藝：將含有所述成份的鋼坯送入加熱爐內加熱，控制鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1080～1180℃，然后進行軋制，開軋溫度980～1040℃，通過精軋后弱冷至940～1030℃；送冷床自然空冷至室溫；(2)盤條鋼筋的熱軋工藝：將含有所述成份的鋼坯送入加熱爐內加熱，控制鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1050～1150℃，然后進行軋制，開軋溫度940～1000℃，入精軋溫度880～940℃，鋼筋終軋后弱冷至880～950℃進行吐絲成圈；送入輥道速度為0．5～1．0m／s的斯太爾摩輥道冷卻；(二)熱處理工藝：將步驟(一)得到的鋼筋進行淬火，淬火加熱溫度為850～950℃，保溫60～100分鐘后進行快速水冷；淬火之后再進行回火，回火加熱溫度為400～600℃，獲得以回火索氏體為主的組織。