[發(fā)明專(zhuān)利]500MPa級(jí)耐腐蝕含Cr鋼筋及其軋制工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410104201.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103834871B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帆;范植金;吳杰;徐志;徐志東;周新龍;丁禮權(quán)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/42
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/42;B21B1/16;B21B37/74
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種500MPa級(jí)耐腐蝕含Cr鋼筋及其軋制工藝，屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼筋是現(xiàn)代建筑的基礎(chǔ)性材料，廣泛用于房屋、橋梁、道路等工程建設(shè)，其性能直接影響著混凝土構(gòu)件的壽命和安全性。目前，我國(guó)正處在城鎮(zhèn)化高速發(fā)展階段，房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展，鋼筋的產(chǎn)量和消費(fèi)量均居世界第一，2012年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量超過(guò)7.16億噸，其中鋼筋產(chǎn)量超過(guò)1.75億噸。鋼筋的冶煉生產(chǎn)需要消耗大量能源且對(duì)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)負(fù)面影響，隨著我國(guó)環(huán)保壓力的增大，通過(guò)增加鋼筋強(qiáng)度和耐蝕性能，從而減少用鋼量和延長(zhǎng)使用壽命以達(dá)到節(jié)能減排效果的技術(shù)，越來(lái)越受到冶金科技工作者和政府行業(yè)的關(guān)注。

20世紀(jì)90年代以前，西歐、北美和日本就已經(jīng)較多地使用高強(qiáng)度鋼筋，采用高強(qiáng)度鋼筋能明顯降低用鋼量和人工成本并顯著改善工程質(zhì)量，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)混凝土結(jié)構(gòu)主導(dǎo)鋼筋的強(qiáng)度為335Mpa，隨著行業(yè)規(guī)范的頒布，強(qiáng)度為400MPa的Ⅲ級(jí)鋼筋才逐漸被使用，這比國(guó)外整整低了一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，造成資源、能源的嚴(yán)重浪費(fèi)；鋼筋腐蝕會(huì)嚴(yán)重降低鋼筋的使用壽命，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早失效。2010年我國(guó)因腐蝕而造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)1.2萬(wàn)億人民幣，占當(dāng)年GDP的3%。由于耐蝕性能鋼筋能有效延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的壽命并降低后期維護(hù)成本，因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種兼具高強(qiáng)度、耐蝕性能且易于推廣的鋼筋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種500MPa級(jí)耐腐蝕含Cr鋼筋，該鋼筋的屈服強(qiáng)度大于500MPa、耐蝕性能優(yōu)良且具有良好的力學(xué)性能、疲勞性能以及焊接性能。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述鋼筋的軋制工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種500MPa級(jí)耐腐蝕含Cr鋼筋，該鋼筋的組分按重量百分比為：

0.05～0.12%C、8～10%Cr、0.1～0.3%Cu、0.1～0.15%Ni、1～1.5%Mn、N≤0.015%、P≤0.03%、S≤0.035%、0.2～0.5%Si，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述鋼筋的組分按重量百分比為：

0.08～0.10%C、8～9%Cr、0.2～0.3%Cu、0.12～0.15%Ni、1.2～1.5%Mn、N≤0.010%、P≤0.025%、S≤0.025%、0.2～0.4%Si，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種500MPa級(jí)耐腐蝕含Cr鋼筋的軋制工藝，該工藝的加熱爐溫度為1150～1250℃，開(kāi)軋溫度為1000～1100℃，終軋溫度為950～1150℃，上冷床溫度為900～1000℃。

本發(fā)明的鋼筋的各組分作用如下：

C是鋼中重要的強(qiáng)化元素，在鋼中形成固溶體組織，提高鋼的強(qiáng)度，含碳量越高，鋼的強(qiáng)度、硬度越高，但塑性、韌性會(huì)隨之降低。對(duì)于含鉻的耐腐蝕鋼，由于C與Cr親和力很強(qiáng)，過(guò)高的C含量會(huì)降低固溶體中的Cr含量，導(dǎo)致耐蝕性能的降低，因此本發(fā)明中C含量的范圍選為：0.05～0.12%。

Cr是耐蝕性元素，能顯著增加鋼材耐蝕性能，但Cr是鐵素體形成元素，過(guò)高的Cr含量會(huì)使鋼中鐵素體含量增加，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，出現(xiàn)淬火組織，不利于組織控制。本發(fā)明中，Cr含量控制在8～10%。

Cu是耐蝕性元素，有助于鋼材耐蝕性能的提高，但其鋼中過(guò)多的Cu會(huì)引起材料塑性的降低，導(dǎo)致熱軋開(kāi)裂。本發(fā)明中，Cu含量控制在0.1～0.3%。

Mn是強(qiáng)化元素，能顯著增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度，且與S的親和力強(qiáng)，通過(guò)生產(chǎn)硫化物夾雜減低S的危害，但過(guò)高的Mn會(huì)降低鋼材的塑性。本發(fā)明中，Mn含量控制在1～1.5%。

P能提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性能，但在鋼中偏析嚴(yán)重，會(huì)顯著降低鋼材力學(xué)性能，本發(fā)明中P含量控制在0.03%以?xún)?nèi)。

S容易引起熱脆，在軋制過(guò)程中導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，同時(shí)鋼中MnS夾雜還會(huì)成為腐蝕的起源，嚴(yán)重降低鋼材耐蝕性能，因此本發(fā)明中S含量控制在0.035%以?xún)?nèi)。

Si是強(qiáng)化元素，通過(guò)固溶強(qiáng)化提高鋼的強(qiáng)度，同時(shí)Si能有效脫氧并減少鋼中夾雜物。本發(fā)明中Si含量范圍控制在0.2～0.5%。

N具有固溶強(qiáng)化作用，能有效提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但過(guò)高的N含量會(huì)嚴(yán)重惡化鋼的韌性，并導(dǎo)致缺口敏感性增加。本發(fā)明中N含量控制在0.015以?xún)?nèi)。