專利名稱：低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬軋制領(lǐng)域。主要涉及螺紋鋼筋的軋制。
螺紋鋼筋廣泛用于機場、高速公路、隧道等的鋼筋網(wǎng)和防護網(wǎng)，以及民用建筑的水泥預(yù)制件、空心樓板桁條結(jié)構(gòu)件、水泥管道等。在相同的使用條件下，提高螺紋鋼筋屈服強度，一是可減少鋼筋的直徑，節(jié)約鋼材，降低造價；二是在相同的構(gòu)件下，隨鋼筋直徑的減少，水泥灌注將更為通暢，可提高生產(chǎn)效率。
為提高建筑用鋼筋的級別，例如將鋼筋的屈服強度σs從335Mpa(II級鋼筋)提高到400Mpa(III級)，目前所采用的技術(shù)措施可歸納為以下幾點1)提高低碳鋼(如Q235鋼)的碳含量(碳含量的上限由0.18提高到0.25％)，和進行合金化(Si、Mn含量從0.4％和0.8％分別提高到0.8％和1.6％)及微合金化(加入≤0.1％的Nb、V、Ti)。如20MnSiV鋼等。這種措施的本質(zhì)在于借固溶強化、析出強化和組織細化達到提高鋼筋屈服強度σs的目的。2)在前述增加碳含量及合金化的基礎(chǔ)上(如20MnSi鋼)，采用軋后余熱淬火工藝。其強化機制除固溶強化及組織細化以外，還籍助軋后(單相奧氏體區(qū))淬火和自回火獲得部分回火馬氏體增加了相變強化的效果。以上兩種措施的熱軋工藝與傳統(tǒng)工藝無明顯區(qū)別都是在穩(wěn)定的單相奧氏體區(qū)進行終軋，但因增加Si、Mn含量和/或添加Nb、V、Ti等微合金元素而提高了鋼筋的成本。
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、成本低的、且能確保提高屈服強度的低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的特點在于使用普通低碳鋼(如Q235鋼)在亞穩(wěn)定奧氏體區(qū)進行中軋制，通過形變對相變的促進與誘發(fā)效應(yīng)和鐵素體再結(jié)晶并軋后快冷獲得細小的鐵素體+珠光體組織，即以組織細化為主要強韌化手段，用簡單成分的低碳鋼制造III級鋼筋。
其具體的技術(shù)方案如下1、技術(shù)方案之一是鋼坯經(jīng)加熱后，在該鋼的Ae3和Ar3溫度區(qū)間進行最終精軋，即在亞穩(wěn)奧氏體區(qū)進行最終精軋。
2、技術(shù)方案之二是鋼坯經(jīng)加熱后，在該鋼的Ae3和Ar3溫度區(qū)間進行最終精軋，即在亞穩(wěn)奧氏體區(qū)進行最終精軋，總變形量≥50％，軋后以冷卻速度≥20℃/S的冷速進行冷卻。
在諸多強韌化手段中，唯有組織細化可以同時提高強度和韌性。在以往的實踐中，已經(jīng)廣泛使用了奧氏體再結(jié)晶和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控軋和相應(yīng)的控冷工藝，以達到組織細化的目的。然而，對普通低碳鋼而言(Mn含量≤0.8％)，由于晶粒長大傾向十分強烈，且奧氏體未再結(jié)晶溫度區(qū)域很窄，難以在大生產(chǎn)條件下實現(xiàn)前述兩種控軋工藝，致使其鐵素體晶粒平均尺寸往往在15μm以上。同時，較低的C、Mn含量使該鋼種的淬透性極低，無法用前述軋后余熱淬火和自回火進行相變強化。以上兩方面因素都使得用低碳鋼生產(chǎn)螺紋鋼筋，其屈服強度的提高極為有限。
位于Ae3(奧氏體/鐵素體平衡溫度)和Ar3(連續(xù)冷卻時奧氏體—鐵素體相變開始溫度)間的單相奧氏體為亞穩(wěn)奧氏體或過冷奧氏體。若在此溫度區(qū)間及其鄰近溫度上對之施加塑性變形，將有強烈的應(yīng)變促進及誘發(fā)相變效應(yīng)，其相變產(chǎn)物—鐵素體將十分細小。若進行多道次軋制，則還會因鐵素體的動、靜態(tài)再結(jié)晶獲得細小的鐵素體晶粒；若形變后輔以較高的冷卻速度并控制終冷溫度，則可抑制鐵素體晶粒長大，在室溫下獲得細小(如5μm)的鐵素體晶粒和珠光體，從而提高屈服強度并保證必需的塑性。
采用本發(fā)明所述的低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)低碳鋼螺紋鋼筋可顯著提高屈服強度。如用此方法可將Q235鋼螺紋鋼筋的屈服強度由σs≤335Mpa(II級鋼筋)提高到400Mpa以上，其伸長率δ5≥17％，滿足對III級鋼筋(σs≥400Mpa，δ5≥17％)的要求。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是不必提高C、Mn、Si含量和進行微合金化，成本低。同時，由于此生產(chǎn)方法在Ae3和Ar3區(qū)間軋制，軋制溫度低，從而可降低坯料的加熱溫度，減少加熱能耗和氧化燒損。因此經(jīng)濟效益顯著。
實施例采用本發(fā)明所述的低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)了三批低碳鋼螺紋鋼筋，三個批號所采用的鋼號及化學(xué)成分如表1所示。軋制時鋼坯加熱溫度及軋制溫度、總變形量及軋后冷卻速度如表2所示。軋制并冷卻后，取樣測量拉伸性能及鐵素體晶粒大小，其結(jié)果如表3所示。
常規(guī)Q235鋼螺紋鋼筋的屈服強度σs≤335Mpa，采用本發(fā)明方法軋制后，Q235鋼螺紋鋼筋的屈服強度σs≥400Mpa(見表3)，即達到III級螺紋鋼筋的要求。
表1實施例低碳鋼螺紋鋼筋的化學(xué)成分(wt％)
<p>表2實施例軋制參數(shù)和軋后冷卻參數(shù)<
>注Q235鋼的Ar3溫度當(dāng)冷卻速度為5℃/S時，Ar3為780℃；當(dāng)冷卻速度為1℃/S時，Ar3為800℃。
表3實施例低碳螺紋鋼筋的拉伸性能及晶粒尺寸<
>
權(quán)利要求
1.一種低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于在該鋼的Ae3和Ar3溫度區(qū)間進行最終精軋，即在亞穩(wěn)奧氏體區(qū)進行最終精軋。
2.一種低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法，其特征在于在該鋼的Ae3和Ar3溫度區(qū)間進行最終精軋，即在亞穩(wěn)奧氏體區(qū)進行最終精軋，總變形量≥50％，軋后以冷卻速度≥20℃/S冷速進行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬軋制領(lǐng)域。主要涉及螺紋鋼筋的軋制。本發(fā)明所述的低碳鋼螺紋鋼筋的生產(chǎn)方法,其技術(shù)特征是鋼坯在該鋼的Ae
文檔編號C21D8/06GK1278013SQ0010949
公開日2000年12月27日 申請日期2000年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月6日
發(fā)明者趙燕, 陳其安, 楊忠民, 王瑞珍, 馬燕文, 陳穎, 車彥民 申請人:鋼鐵研究總院