[發明專利]一種貝氏體型700MPa級螺紋鋼筋及其生產方法

有效

• 申請號: 201410116600.4
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103981446A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 李陽;麻晗;黃文克;張建春
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C33/04;C21D8/08
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技術領域

本發明涉及一種貝氏體型700MPa級螺紋鋼筋及其生產方法，屬于鋼鐵冶金和軋鋼領域。

背景技術

螺紋鋼是建筑行業的主要用品，起到支撐結構和主要受力的作用。而隨著建筑向高層、大型化發展，螺紋鋼的強度級別要求和其他性能要求也越來越高。目前，國家正大力推廣高強度螺紋鋼筋，可以預見，高強度螺紋鋼將向著更高的強度級別發展，國內已有部分企業開發出600MPa級螺紋鋼并實現產量化生產，而更高強度的700MPa級鋼筋尚未有相關研究和產量化生產。眾所周知，高強度鋼筋可減少螺紋鋼用量，降低鋼筋密度，節省建筑空間，可實現能源消耗的降低和環境的改善，因此，研究高強度鋼筋具有重大的現實和經濟意義。700MPa級鋼筋的開發可應用于重點工程建筑和核電等領域，大大提高建筑的安全性和經濟性。目前熱軋螺紋鋼筋的最高級別為600MPa級鋼筋HRB600，而精軋螺紋鋼筋的最低級別為PSB785，多為中碳中合金鋼，合金含量高，工藝復雜，成本難以控制，且較高的碳含量只能采用機械連接，連接成本增加。易焊接，低成本的700MPa級鋼筋具有重要意義，可填補這一領域的空白。

600MPa級及以下螺紋鋼組織主要為鐵素體和珠光體組織，依靠較高的碳、硅、錳含量，同時結合釩氮微合金化方法提高強度。而700MPa級螺紋鋼要求更高的強度，同時塑性不能下降，因此，僅僅通過提高固溶元素碳、硅、錳含量來提高強度，不僅會使得塑性降低，同時會導致焊接性能變差，這對高強鋼筋的大規模推廣應用是不利的。目前國內也有少量700MPa級螺紋鋼的相關研究，但存在成本較高，生產工藝難度較大，不適合大規模應用等問題，如鋼鐵研究總院申請的“抗震耐候高強度YS700MPa級熱軋鋼筋”化學成分為：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，結合其實施例Cr、Ni含量為成分范圍中限，可知其Cr和Ni等合金元素較高，成本也處于較高的水平，僅適合特殊環境下的工程應用，同時，大量的合金元素也給冶煉工作帶來了一定難度。

發明內容

本專利旨在提供一種通過微合金化技術生產，組織以鐵素體和貝氏體為主，力學性能穩定，滿足大規模生產需要的低成本700MPa級螺紋鋼筋。

為實現上述發明，采取如下技術方案：

一種貝氏體型700MPa級螺紋鋼筋其基本成分為：C0.10～0.20%，Si0.40～0.60%，Mn0.80～1.40%，V0.06～0.14%，Mo0.10～0.16%，Cr0.60～0.70%，B0.001～0.003%，N120～240ppm；可選成分：Nb0.001～0.040%,Ti0.001～0.020%,Cu0.01～0.050%中的任意一種或兩種以上的組合；其余為Fe和不可避免的雜質。

相對于低級別螺紋鋼，700MPa級鋼筋要求更高的強度，同時要保證其塑性，按照以往的技術路線提高固溶元素含量，難以實現高強度的同時保證高塑性。而螺紋鋼等棒線材孔型固定，軋制速度快，很難通過改變壓下量，應變速率等手段實現控軋的目的，因此合金的設計具有重要作用，本發明通過引入Mo、Cr、B等元素，利用其增強淬透性、推遲珠光體轉變、降低貝氏體轉變溫度等特點，研發出一種碳含量相對較低的貝氏體型高強度螺紋鋼，較低碳含量的貝氏體鋼具有高強度、高塑性、易焊接的特點，在高級別螺紋鋼的開發中采用低碳貝氏體的工藝路線具有較大的優勢。貝氏體轉變是一種碳擴算控制的切變型相變，少量的B元素偏聚在奧氏體晶界上，阻礙鐵素體在晶界上成核，抑制鐵素體的生成，Mo元素屬于中強碳化物形成元素，對提高臨界區加熱時所形成的奧氏體的淬透性具有極大的影響，Mo元素對珠光體轉變的抑制作用非常明顯，同時細化從鐵素體中析出的碳化物，在MC型碳化物（M為鈦、鈮、釩）中置換碳化物中的釩、鈦等元素，形成復合碳化物，結合可提高淬透性的Cr元素，促進了貝氏體的生成。