[發明專利]螺紋鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202010512344.6
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111593251A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 田俊;王德永;屈天鵬;王慧華;侯棟;胡紹巖;蘇麗娟;葉錦濤
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C21C7/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/14
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本發明涉及的螺紋鋼的制備方法，包括：S1、將入爐料熔煉成鋼水；S2、向鋼水中加入鈦，同時，根據制備螺紋鋼筋的成分，調整鋼水中化學成分含量；S3、向步驟S2得到的鋼水中加入鎂；S4、將步驟S3得到的鋼水采用保護澆鑄連鑄成型，得到連鑄坯；S5、對連鑄坯進行連續軋制，得到軋制后的螺紋鋼，在空氣中自然冷卻，得到螺紋鋼。向鋼水中加入鈦和鎂而取代價格昂貴的釩和鈮，降低了成本，而鎂的加入可以使鋼中的夾雜物變得更加細小且分散，從而聚集狀的Al₂O₃夾雜物變成細小且分散的MgO·Al₂O₃夾雜且為其它夾雜物的析出提供形核核心，故TiN在凝固過程中以MgO或者MgO·Al₂O₃為核心形核析出，從而減小TiN的尺寸，得到的螺紋鋼中晶粒尺寸小、且具有高強度和強韌性。

技術領域

本發明涉及一種螺紋鋼及其制備方法。

背景技術

高強度化是鋼筋發展的重要方向之一，余熱處理和微合金化是目前國內外提高熱軋焊接用鋼筋強度的主要方式。由于余熱處理鋼筋不易彎曲變形，以及焊接時會影響其性能，因此該類鋼筋的應用受到一定的限制，根據新的標準GB 1499.2-2018，不再認定穿水工藝生產的鋼筋為熱軋鋼筋，該工藝生產的鋼筋在建筑工程上已停止使用。微合金化鋼筋是在傳統低碳錳鋼的基礎上，通過添加V、Nb、Ti等微合金化元素來改善鋼筋的強韌性。V是目前世界各國發展可焊接高強度熱軋鋼筋的主要合金元素，利用其形成的碳氮化物起細晶強化和沉淀強化的作用，從而達到提高鋼筋強度和韌性的目的，且不會降低其焊接性能。Nb微合金化已廣泛應用于高強度板帶鋼的生產，采用低溫變形的控軋控冷工藝，發揮 Nb的晶粒細化和沉淀強化作用，提高鋼板的強韌性。然而，鋼筋的軋制，采用的是固定孔型軋制，通過改變各道次變形量來適應控制軋制變形量的要求極其困難，且軋制速度快，軋制過程中一般是升溫軋制，終軋機架出口溫度可高達 1100℃以上。此外，在均熱爐溫度下，相比于V和Ti，Nb的碳化物在鋼中的溶解度很低，因此，熱軋鋼筋生產很難達到含鈮鋼所要求的低溫大變形的工藝條件，不能有效發揮Nb的作用。Nb微合金化鋼筋還存在生產工藝不穩定、鋼坯加熱溫度過高、連鑄坯裂紋及易形成貝氏體等問題。Ti具有很好的晶粒細化和沉淀強化效果，而且從軋制工藝來看，Nb適合采用低溫未再結晶控制軋制工藝，V適合采用高溫動態再結晶軋制工藝，而Ti即可以采用再結晶軋制工藝，也可采用未再結晶軋制工藝，甚至同時采用兩種工藝，因此，Ti微合金化符合鋼筋的現行軋制工藝特點。我國是鈦資源儲量最大的國家，相比于V和Nb，Ti具有明顯的價格優勢。但是，Ti微合金化高強度鋼筋生產的難題主要是鋼中TiN尺寸難以控制，大顆粒的TiN不僅不能起到細化晶粒的作用，反而還會影響鋼的質量。因此，必須控制 TiN的尺寸，使其細化，這既可以降低其對材料力學性能的不利影響，同時又能發揮其阻止晶粒長大的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單、成本低、無需昂貴金屬的螺紋鋼制備方法，得到的螺紋鋼中晶粒尺寸小、且具有高強度和強韌性。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種螺紋鋼的制備方法，包括：

S1、將入爐料熔煉成鋼水；

S2、向所述鋼水中加入鈦，同時，根據制備螺紋鋼筋的成分，調整鋼水中化學成分含量；

S3、向步驟S2得到的鋼水中加入鎂；

S4、將步驟S3得到的鋼水采用保護澆鑄連鑄成型，得到連鑄坯；

S5、對所述連鑄坯進行連續軋制，得到軋制后的螺紋鋼，在空氣中自然冷卻，得到螺紋鋼。

進一步地，在步驟S2中，調整所述鋼水中化學成分含量到：C：0.20～0.25％， Si：0.40～0.6％，Mn：1.30～1.50％，Al：0.025～0.04％，Ti：0.010～0.025％，N：≤0.01％，P：≤0.035％，S：≤0.025％。