專利名稱：：細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼鐵材料領(lǐng)域中的金屬熱軋技術(shù)，具體涉及到一種細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：螺紋鋼有螺紋盤(pán)條和螺紋直條兩類，螺紋盤(pán)條由于其直徑規(guī)格小容易實(shí)施控軋控冷工藝而成為工業(yè)化大生產(chǎn)的熱點(diǎn)；螺紋直條則由于直徑規(guī)格相對(duì)較大，實(shí)施控軋控冷工藝?yán)щy，且產(chǎn)品橫截面金相組織表層與內(nèi)部晶粒大小差異顯著、表層組織受強(qiáng)冷影響多表現(xiàn)為強(qiáng)硬相，受此影響，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，在使用中也容易誘發(fā)裂紋等危害。目前，采用熱軋方法生產(chǎn)屈服強(qiáng)度400MPa級(jí)螺紋直條(鋼筋)的原料主要有HRB400(20MnSiNb、20MnSiV等)及HRB335(20MnSi)兩類；以添加Nb、V等微合金元素的方式生產(chǎn)出來(lái)的鋼筋屈服強(qiáng)度高，綜合性能良好，但合金成本較高，且屬于國(guó)內(nèi)匱乏資源，也不利于資源回收；采用普碳鋼生產(chǎn)的螺紋直條(鋼筋)，合金成本低，易回收，但普遍遇到屈服強(qiáng)度偏低的情況，難以達(dá)到GB1499-1998的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是將提供一種以普碳鋼為原料、屈服強(qiáng)度在400Mpa以上的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條及其生產(chǎn)方法。為解決上述一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條，包括鐵，其特點(diǎn)是還包括以下成份，并且以下成份所占的重量比例分別為碳為0.15~0.21%，硅為0.20-0.40%，錳為0.40-0.60%，磷《0.015%，硫《0.015%。在實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品中除上述成份外還會(huì)存在一些不可避免的雜質(zhì)。上述螺紋直條的金相組織為晶體尺寸為35um的鐵素體，占螺紋直條橫截面0~5%的回火組織以及少量珠光體。并且回火組織面積不超過(guò)總橫截面面積的5%，并且回火組織僅存在于肋周圍，螺紋直條的基圓截面內(nèi)無(wú)回火組織。為解決上述另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條的生產(chǎn)方法，包括如下步驟(1)軋制工藝將鑄坯送入步進(jìn)爐內(nèi)加熱至96(TC100(rC，加熱時(shí)間1.2-1.5小時(shí)，出鋼后，在軋前輥道上待溫至95(TC98(rC時(shí)依次送入粗、中軋機(jī)組軋制，然后再進(jìn)入精軋機(jī)組軋制，其中，中軋第一架軋機(jī)的入口鋼溫控制在810。C84(TC，進(jìn)精軋前控溫至800。C85(TC，精軋倒數(shù)第三架軋機(jī)的出口控溫至730°C~800°C;(2)軋后冷卻工藝完成精軋后，通過(guò)軋后快冷水箱降溫200。C30(TC，使水箱出口處軋件溫度為500。C55(TC，隨后上冷床實(shí)施空冷，最終得到成品。上述的精軋采用熱機(jī)軋制工藝。本發(fā)明的冶金成分設(shè)計(jì)依據(jù)是(1)碳含量控制在0.150.2P/。的較低水平，確保材料具備比較好的焊接性能的同時(shí)，降低控制軋制過(guò)程對(duì)軋制設(shè)備的能力要求；(2)硅含量控制為0.200.30%，稍高于普碳鋼中硅的含量，是為了減少或避免連鑄坯鑄態(tài)組織中柱狀晶發(fā)達(dá)對(duì)后期晶粒細(xì)化的遺傳影響；(3)錳含量控制在0.40~0.60%，是由于錳含量對(duì)控制軋制過(guò)程中的形變細(xì)化有不利影響，同時(shí)也保留適量的錳，以利于結(jié)合鋼中雜質(zhì)元素，改善產(chǎn)品性能；(4)碳、錳含量偏下限設(shè)計(jì)也是為了配合材料的A3、Al溫度，以最大限度發(fā)揮軋制設(shè)備能力，同時(shí)，又不應(yīng)較顯著的縮小實(shí)際控軋溫度區(qū)間，便于實(shí)施控軋工藝；(5)硫、磷含量控制在0.015以內(nèi)，是為改善鋼質(zhì)，提高潔凈度，同時(shí)也是避免硫、磷對(duì)產(chǎn)品低溫韌性的影響。本發(fā)明采用復(fù)相組織的依據(jù)在于由于回火組織(索氏體、托氏體)比相同碳含量的珠光體具有更高的強(qiáng)度與綜合性能，用索氏體、托氏體作為基體中的強(qiáng)化相可顯著提高鐵素體一珠光體的強(qiáng)度；35"m的細(xì)化鐵素體作為主要的韌性相可提高塑性和韌性，同時(shí)，相比通常的組織來(lái)說(shuō)，細(xì)化的鐵素體其晶界面積的大幅度增加，也利于改善鋼的綜合性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)螺紋直條鋼筋的鐵素體晶粒細(xì)小，鋼筋具備良好的低溫韌性；(2)生產(chǎn)中不用添加Nb、V等合金元素，噸鋼成本降低150210元；(3)所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條的綜合性能較好其屈服強(qiáng)度400MPa以上，抗拉強(qiáng)度570MPa以上，5倍伸長(zhǎng)率20%以上，同時(shí)具備良好的冷彎性能、韌脆轉(zhuǎn)變溫度及沖擊性能，冷彎合格。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條，其化學(xué)成分(wte/。)為co.i5o.2iy。，Si0.20~0.40%，Mn0.40~0.60%，P《0.015%,S《0.015%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)，其金相組織為晶體尺寸為35ym的鐵素體，占橫截面0~5%的回火組織以及少量珠光體。下面兩個(gè)表格分別表示出了三種細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條的化學(xué)成份及相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo):表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本實(shí)施例中，用于制造細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條的詳細(xì)生產(chǎn)工藝路線為50t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一擋渣出鋼一鋼包脫氧合金化一鋼包渣改質(zhì)一LF精煉一150mn^方坯連鑄機(jī)一結(jié)晶器電磁攪拌一鑄坯表面質(zhì)量檢查一高剛度短應(yīng)力線軋機(jī)連軋一控制冷卻一成品打捆。其中，軋制工藝為本發(fā)明的核心，具體為(1)軋制工藝步進(jìn)爐內(nèi)加熱至9601000。C，加熱時(shí)間1.2-1.5小時(shí)，出鋼后，在軋前輥道上待溫至950980'C入粗、中軋機(jī)組軋制，第8架軋機(jī)(中軋第1架)入口鋼溫控制在810~840°C，由該架軋機(jī)前的水冷箱實(shí)施控溫；進(jìn)12架(精軋第l架)前水冷段溫度800850°C，精軋采用熱機(jī)軋制(TMCP)工藝，通過(guò)機(jī)架間水冷控制17架(精軋第6架、也即倒數(shù)第3架)出口溫度730~800°C，進(jìn)18架(精軋第7架)、19架(精軋第8架)完成軋制。(2)軋后冷卻工藝精軋后通過(guò)軋后快冷水箱降溫200300，水箱出口處軋件溫度500550'C，隨后上冷床實(shí)施空冷。下表列出了三種細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)部位的溫度控制情況<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求200710132150.81、細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條，包括鐵，其特征在于還包括以下成份，并且以下成份所占的重量比例分別為碳為0.15~0.21%，硅為0.200.40%，錳為0.400.60%，磷《0.015%，硫《0.015%。2、如權(quán)利要求l所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條，其特征在于所述螺紋直條的金相組織為晶體尺寸為35um的鐵素體，占螺紋直條橫截面05%的回火組織以及少量珠光體。3、如權(quán)利要求2所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條，其特征在于回火組織面積不超過(guò)總橫截面面積的5%，并且回火組織僅存在于肋周圍，螺紋直條的基圓截面內(nèi)無(wú)回火組織。4、一種上述任一權(quán)利要求中所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟(1)軋制工藝將鑄坯送入步進(jìn)爐內(nèi)加熱至960°C~1000°C，加熱時(shí)間1.21.5小時(shí)，出鋼后，在軋前輥道上待溫至95(TC98(TC時(shí)依次送入粗、中軋機(jī)組軋制，然后再進(jìn)入精軋機(jī)組軋制，其中，中軋第一架軋機(jī)的入口鋼溫控制在810°C~840°C，進(jìn)精軋前控溫至800°C850°C，精軋倒數(shù)第三架軋機(jī)的出口控溫至730°C~800°C;(2)軋后冷卻工藝完成精軋后，通過(guò)軋后快冷水箱降溫200°C~300°C，使水箱出口處軋件溫度為50(TC55(TC，隨后上冷床實(shí)施空冷，最終得到成品。5、如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于精軋采用熱機(jī)軋制工藝。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種以普碳鋼為原料、屈服強(qiáng)度在400Mpa以上的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條及其生產(chǎn)方法。所述的細(xì)晶復(fù)相低碳螺紋直條包括鐵，還包括以下成份，并且以下成份所占的重量比例分別為碳為0.15～0.21％，硅為0.20～0.40％，錳為0.40～0.60％，磷≤0.015％，硫≤0.015％。所述的生產(chǎn)方法包括如下步驟(1)軋制工藝將鑄坯送入步進(jìn)爐內(nèi)加熱至960℃～1000℃，待溫至950℃～980℃時(shí)依次送入粗、中軋機(jī)組軋制，然后再進(jìn)入精軋機(jī)組軋制，其中中軋第一架軋機(jī)的入口鋼溫控制在810℃～840℃，進(jìn)精軋前控溫至800℃～850℃，精軋倒數(shù)第三架軋機(jī)的出口控溫至730℃～800℃；(2)軋后冷卻工藝完成精軋后，經(jīng)過(guò)冷卻最終得到性能優(yōu)良的成品。文檔編號(hào)B21B37/74GK101121991SQ200710132150公開(kāi)日2008年2月13日申請(qǐng)日期2007年9月21日優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日發(fā)明者吳惠英,張先軼,剛李,杜顯峰,王云川,陳華斌申請(qǐng)人:江蘇永鋼集團(tuán)有限公司