600MPa級及以上高強鋼筋及其鋼筋混凝土應用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種600MPa級及以上高強鋼筋及其鋼筋混凝土應用方法，本發(fā)明的鋼筋成分中加入Mn：0.4-0.65%，Cr：0.6-0.7%，Mo：0.15-0.3%，Ni：0.5-0.65%，V：0.25-0.4%，可提高鋼的強度、韌性、耐腐蝕性、耐磨性及抗擊性能，并使鋼質(zhì)緊密，提高了鋼的淬透性，并且可以提高C元素和N元素的原子活性，以減少變形和開裂；本發(fā)明提供的φ6mm和φ22mm600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法可以減少鋼筋用量，提高承載能力，并且具有抗裂縫延展的優(yōu)點。
【專利說明】600MPa級及以上高強鋼筋及其鋼筋混凝土應用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼筋的制造方法及應用方法，具體的說是一種600MPa級及以上高強鋼筋及其鋼筋混凝土應用方法。
【背景技術】
[0002]目前，建筑用鋼筋作為一種混凝土結(jié)構(gòu)建筑用鋼，普通鋼筋大部份使用為HRB335、HRB400鋼，少量采用HRB500鋼，上述普通鋼筋雖在我國房屋建筑應用面較廣，特別是樓(屋)面板類鋼筋由于鋼筋的屈服強度較低，在施工過程中受人為活動荷載作用，常使雙層雙向鋼筋的上層鋼筋受力彎曲變形，不能滿足鋼筋混凝土保護厚度的構(gòu)造限制而產(chǎn)生裂縫，造成工程質(zhì)量隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種600MPa級及以上高強鋼筋及其鋼筋混凝土應用方法，該種鋼筋具有強度高、節(jié)省鋼材、無污染、淬透性好、不易開裂、低松弛等優(yōu)點。
[0004]為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種600MPa級及以上高強鋼筋及其鋼筋混凝土應用方法:
一種600MPa級及以上高強鋼筋，該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.15-0.2%，Mn:
0.4-0.65%, Si:0.62-0.75%, Cr:0.6-0.7%, Mo:0.15-0.3%, Ni:0.5-0.65%, V:0.25-0.4%,S:<0.01%, P:<0.012%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；
該高強鋼筋的生產(chǎn)工藝為:
㈠將鋼筋放到加熱爐內(nèi)加熱到1300-1400°C，出加熱爐后采用水冷以23-25°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至920-950°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進行淬火，然后在回火加熱爐內(nèi)加熱到600-640°C進行回火，再通過第一冷卻工藝冷卻到常溫；
(二)將鋼筋進行初步熱軋，所述初步熱軋溫度為1100-1150°C，所述初步熱軋完成后通過第二冷工藝將鋼筋冷卻至室溫，然后對鋼筋回熱至1050°C，對鋼筋進行二次熱軋，二次熱軋后的鋼筋直徑為Φ6ι?πι或Φ 22mm,所述二次熱軋完成溫度為850°C, 二次熱軋后通過壓縮空氣或霧狀淬火液快速冷卻到450-500°C，將軋后鋼筋直接上冷床冷卻至鋼筋的Ms點以下15-20 0C ；
㈢將冷卻后的鋼筋放入回火加熱爐加熱到560-600°C，保溫0.1-0.2h ；
㈣對保溫后的鋼筋使用高壓噴射水或淬火液以13-15°C /s的速度冷卻至150-200°C，然后在冷床上冷卻至室溫；
㈤進行檢驗入庫。
[0005]一種600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法，在鋼筋混凝土中設置直徑為Φ6_的高強鋼筋，高強鋼筋在鋼筋混凝土中的布筋方式為:高強鋼筋沿鋼筋混凝土的長度方向分布，且在鋼筋混凝土的厚度方向上呈上下兩層平行分布，上層鋼筋和下層鋼筋分別由至少3根高強鋼筋等間距平行分布組成，且間距為160mm。
[0006]一種600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法，在鋼筋混凝土中設置直徑為Φ22_的高強鋼筋，高強鋼筋在鋼筋混凝土中的布筋方式為:高強鋼筋沿鋼筋混凝土的長度方向分布，且在鋼筋混凝土的厚度方向上呈上下兩層平行分布，上層鋼筋和下層鋼筋分別由至少3根高強鋼筋等間距平行分布組成，且上層鋼筋的各高強鋼筋間距為下層鋼筋的各高強鋼筋間距的2倍。
[0007]本發(fā)明進一步限定的技術方案是:
前述高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.2%，Mn:0.45%，S1:0.62%，Cr:0.7%，Mo:0.15%, N1:0.65%, V:0.3%, S:0.0075%, P:<0.01%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]前述高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.15%，Mn:0.4%，S1:0.75%，Cr:0.6%，Mo:
0.2%, N1:0.5%, V:0.25%, S:0.009%, P:0.009%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]前述高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.18%，Mn:0.65%，S1:0.69%，Cr:0.65%，Mo:0.3%, Ni:0.59%, V:0.4%, S:0.008%, P:0.011%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]前述步驟(-)中，所述第一冷卻工藝為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以
1.5-30C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至420-460°C，然后空冷至290-320°C，再采用水冷以3-4.50C /s的冷卻速率將 鋼筋水冷至180-200°C，最后空冷至室溫。
[0011]前述步驟㈡中，所述第二冷卻工藝為:采用水冷以18_20°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫。
[0012]前述步驟(E)中，高壓噴射水或淬火液冷卻時，高壓噴射水或淬火液沿環(huán)繞在鋼筋四個等份縱向方向噴出，壓力為6_7Mpa。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明成分中加入釩，可提高鋼的韌性、彈性、耐磨性及抗擊性能，并使鋼質(zhì)緊密，并且鋼中的釩非常穩(wěn)定，不易被鹽酸、硫酸所分解。加入釩后的鋼淬透性好，可使鋼件整個截面獲得均勻一致的力學性能以及可選用鋼件淬火應力小的淬火劑，以減少變形和開裂。
[0014]本發(fā)明中加入了鎳元素，可以提高剛的強度和韌性，提高鋼的淬透性，可以改變鋼的一些物理性能，并且提高鋼的抗腐蝕能力。
[0015]本發(fā)明成分中由于加入Mn:0.4-0.65%, Cr:0.6-0.7%, Mo:0.15-0.3%，從而可以提
高C和N元素的原子活性，使各原子形成的氣團能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產(chǎn)生屈服平臺，使得需要外界提供較大的應力才能開動位錯。
[0016]本發(fā)明生產(chǎn)工藝中，將冶煉好的鋼筋加熱后快速冷卻，然后淬火，然后回火，再經(jīng)過第一冷卻工藝冷卻到常溫，通過溫度及特殊冷卻工藝的設定，一方面可以使碳化物充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量大于30%;另一方面，還可以使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，從而帶來了另一個技術指標的突破，獲得了意想不到的技術效果。
[0017]本發(fā)明回火后采用水冷與空冷結(jié)合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過回火后的冷卻控制，可以 使碳化物進一步充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量在30%左右,可以進一步使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，鞏固了前面冶煉后熱處理工藝產(chǎn)生的技術效果。
[0018]本發(fā)明采用600MPa級高強度建筑用鋼筋替代普通鋼筋應用于樓、屋面板內(nèi)，可減小鋼筋的直徑，同時將鋼筋的間距從200mm變?yōu)?60mm，可減少鋼筋的用量29.75%，并經(jīng)試驗表明，采用Φ6_600ΜΡ&級建筑用鋼筋替代Φ8_的普通建筑用鋼筋，其抗踩踏性好，不易彎曲變形，符合樓、屋面鋼筋的“細而密”的構(gòu)造要求，有利于防止混凝土裂縫的生成和延展，具有承載力強、節(jié)材30%左右、抗裂縫延展的優(yōu)點。
[0019]本發(fā)明采用Φ22_600ΜΡ&級建筑用建筑用鋼筋應用于混凝土梁，可明顯改變鋼筋的分布形式，減少鋼筋布筋，可減少鋼筋的用量20.13%，其承載力高，同時滿足鋼筋混凝土梁的受力狀態(tài)，符合混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的標準設計要求，裂縫開展的形態(tài)較普通鋼筋小，更有利于混凝土的澆筑與震搗，符合混凝土結(jié)構(gòu)設計的最小配筋率的構(gòu)造要求。
[0020]總之，本發(fā)明可使產(chǎn)品屈服強度達到600MPa以上，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量要求及提高了鋼筋的抗滯后斷裂的性能，應用到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)可減少鋼筋用量29.75%，大大節(jié)約了鋼筋耗用量，減少建造成本。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明06mm600MPa級及以上高強鋼筋在混凝土中的應用示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明022mm600MPa級及以上高強鋼筋在混凝土梁中的應用示意圖。
[0023]附圖標記:1-混凝土、2-間距、3_(j5 6mm600MPa級及以上高強鋼筋、4-0 22mm600MPa級及以上高強鋼筋。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
本實施例提供的一種600MPa級及以上高強鋼筋，該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.2%, Mn:0.45%, S1:0.62%, Cr:0.7%, Mo:0.15%, N1:0.65%, V:0.3%, S:0.0075%, P:〈0.01%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0025]該高強鋼筋的生產(chǎn)工藝為:
(-)將鋼筋放到加熱爐內(nèi)加熱到1300°C，出加熱爐后采用水冷以23°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至950°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進行淬火，然后在回火加熱爐內(nèi)加熱到600°C進行回火，再通過第一冷卻工藝冷卻到常溫；其中第一冷卻工藝為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以1.5°C/s的冷卻速率將鋼筋水冷至460°C，然后空冷至290°C，再采用水冷以3°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至200°C，最后空冷至室溫。
[0026](:=)將鋼筋進行初步熱軋，所述初步熱軋溫度為1100°C，所述初步熱軋完成后通過第二冷工藝將鋼筋冷卻至室溫，然后對鋼筋回熱至1050°C，對鋼筋進行二次熱軋，二次熱軋后的鋼筋直徑為Φ6_或Φ22_，所述二次熱軋完成溫度為850°C，二次熱軋后通過壓縮空氣或霧狀淬火液快速冷卻到500°C，將軋后鋼筋直接上冷床冷卻至鋼筋的Ms點以下20°C ；其中第二冷卻工藝為:采用水冷以20°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫。
[0027]㈢將冷卻后的鋼筋放入回火加熱爐加熱到560°C，保溫0.1h ；
㈣對保溫后的鋼筋使用高壓噴射水或淬火液以13°C /s的速度冷卻至200°C，然后在冷床上冷卻至室溫；其中高壓噴射水或淬火液冷卻時，高壓噴射水或淬火液沿環(huán)繞在鋼筋四個等份縱向方向噴出，壓力為6Mpa。
[0028]㈤進行檢驗入庫。
[0029]實施例2
本實施例提供的一種600MPa級及以上高強鋼筋，該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.15%, Mn:0.4%, S1:0.75%, Cr:0.6%, Mo:0.2%, N1:0.5%, V:0.25%, S:0.009%, P:0.009%,
余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0030]該高強鋼筋的生產(chǎn)工藝為:
(-)將鋼筋放到加熱爐內(nèi)加熱到1350°C，出加熱爐后采用水冷以24°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至920°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進行淬火，然后在回火加熱爐內(nèi)加熱到600°C進行回火，再通過第一冷卻工藝冷卻到常溫；其中第一冷卻工藝為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至430°C，然后空冷至320°C，再采用水冷以4°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至180°C，最后空冷至室溫。
[0031](:=)將鋼筋進行初步熱軋，所述初步熱軋溫度為1150°C，所述初步熱軋完成后通過第二冷工藝將鋼筋冷卻至室溫，然后對鋼筋回熱至1050°C，對鋼筋進行二次熱軋，二次熱軋后的鋼筋直徑為Φ6_或Φ22_，所述二次熱軋完成溫度為850°C，二次熱軋后通過壓縮空氣或霧狀淬火液快速冷卻到470°C，將軋后鋼筋直接上冷床冷卻至鋼筋的Ms點以下15°C ；其中第二冷卻工藝為:采用水冷以18°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫。
[0032]㈢將冷卻后的鋼筋放入回火加熱爐加熱到580°C，保溫0.2h ；
㈣對保溫后的鋼筋使用高壓噴射水或淬火液以14°C /s的速度冷卻至150°C，然后在冷床上冷卻至室溫；其中高壓噴射水或淬火液冷卻時，高壓噴射水或淬火液沿環(huán)繞在鋼筋四個等份縱向方向噴出，壓力為7Mpa。
[0033]㈤進行檢驗入庫。
[0034]實施例3
本實施例提供的一種600MPa級及以上高強鋼筋，該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.18%, Mn:0.65%, S1:0.69%, Cr:0.65%, Mo:0.3%, N1:0.59%, V:0.4%, S:0.008%, P:
0.011%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0035]該高強鋼筋的生產(chǎn)工藝為:
(-)將鋼筋放到加熱爐內(nèi)加熱到1400°C，出加熱爐后采用水冷以25°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至940°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進行淬火，然后在回火加熱爐內(nèi)加熱到610°C進行回火，再通過第一冷卻工藝冷卻到常溫；其中第一冷卻工藝為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以2.50C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至420°C，然后空冷至300°C，再采用水冷以4.50C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至190°C，最后空冷至室溫。
[0036](:=)將鋼筋進行初步熱軋，所述初步熱軋溫度為1120°C，所述初步熱軋完成后通過第二冷工藝將鋼筋冷卻至室溫，然后對鋼筋回熱至1050°C，對鋼筋進行二次熱軋，二次熱軋后的鋼筋直徑為Φ6_或Φ22_，所述二次熱軋完成溫度為850°C，二次熱軋后通過壓縮空氣或霧狀淬火液快速冷卻到450°C，將軋后鋼筋直接上冷床冷卻至鋼筋的Ms點以下17°C ；其中第二冷卻工藝為:采用水冷以19°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫。
[0037]㈢將冷卻后的鋼筋放入回火加熱爐加熱到600°C，保溫1.5h ；
㈣對保溫后的鋼筋使用高壓噴射水或淬火液以15°C /s的速度冷卻至170°C，然后在冷床上冷卻至室溫；其中高壓噴射水或淬火液冷卻時，高壓噴射水或淬火液沿環(huán)繞在鋼筋四個等份縱向方向噴出，壓力為6.5Mpa。
[0038]㈤進行檢驗入庫。
[0039]實施例4
本實施例提供一種600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法，在鋼筋混凝土中設置直徑為Φ6_的高強鋼筋3，高強鋼筋3在鋼筋混凝土中的布筋方式為:高強鋼筋3沿鋼筋混凝土的長度方向分布，且在鋼筋混凝土的厚度方向上呈上下兩層平行分布，上層鋼筋和下層鋼筋分別由至少3根高強鋼筋3等間距2平行分布組成，且間距2為160mm。
[0040]如圖1所示，高強鋼筋3沿鋼筋混凝土的長度方向設置，上層鋼筋和下層鋼筋分別設置6根,且間距2為160mm。
[0041]實施例5
本實施例提供一種600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法，如圖1所示，在鋼筋混凝土中設置直徑為Φ 22mm的高強鋼筋4，高強鋼筋4在鋼筋混凝土中的布筋方式為:高強鋼筋4沿鋼筋混凝土的長度方向分布，且在鋼筋混凝土的厚度方向上呈上下兩層平行分布，上層鋼筋和下層鋼筋分別由至少3根高強鋼筋4等間距平行分布組成，且上層鋼筋的各高強鋼筋4間距為下層鋼筋的各高強鋼筋4間距的2倍。
[0042]如圖2所示，高強鋼筋4沿鋼筋混凝土的長度方向設置，上層鋼筋設置3根，下層鋼筋設置5根，且下層鋼 筋間距為間距為200mm，上層鋼筋間距為400mm。
[0043]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于: 該高強鋼筋的重量百分比成分為:c:0.15-0.2%，Mn:0.4-0.65%，S1:0.62-0.75%，Cr:0.6-0.7%, Mo:0.15-0.3%, Ni:0.5-0.65%, V:0.25-0.4%, S:<0.01%, P:<0.012%，余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)； 該高強鋼筋的生產(chǎn)工藝為: ㈠將鋼筋放到加熱爐內(nèi)加熱到1300-1400°C，出加熱爐后采用水冷以23-25°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至920-950°C，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進行淬火，然后在回火加熱爐內(nèi)加熱到600-640°C進行回火，再通過第一冷卻工藝冷卻到常溫； (二)將鋼筋進行初步熱軋，所述初步熱軋溫度為1100-1150°C，所述初步熱軋完成后通過第二冷卻工藝將鋼筋冷卻至室溫，然后對鋼筋回熱至1050°C，對鋼筋進行二次熱軋，二次熱軋后的鋼筋直徑為Φ6πιπι或Φ 22mm，所述二次熱軋完成溫度為850°C，二次熱軋后通過壓縮空氣或霧狀淬火液快速冷卻到450-500°C，將軋后鋼筋直接上冷床冷卻至鋼筋的Ms點以下15-20 0C ； ㈢將冷卻后的鋼筋放入回火加熱爐加熱到560-600°C，保溫0.1-0.2h ； ㈣對保溫后的鋼筋使用高壓噴射水或淬火液以13-15°C /s的速度冷卻至150-200°C，然后在冷床上冷卻至室溫； ㈤進行檢驗入庫。
2.根據(jù)權利要求1所述的600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于:該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.2%, Mn:0.45%, S1:0.62%, Cr:0.7%, Mo:0.15%, N1:0.65%, V:0.3%, S:0.0075%, P:<0.01%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權利要求1所述的600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于:該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.15%, Mn:0.4%, S1:0.75%, Cr:0.6%, Mo:0.2%, N1:0.5%, V:0.25%, S:0.009%, P:0.009%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權利要求1所述的600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于:該高強鋼筋的重量百分比成分為:C:0.18%, Mn:0.65%, S1:0.69%, Cr:0.65%, Mo:0.3%, N1:0.59%, V:0.4%, S:0.008%, P:0.011%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于:所述步驟(-)中，所述第一冷卻工藝為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以1.5-30C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至420-460°C，然后空冷至290-320°C，再采用水冷以3-4.5°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至180-20(TC，最后空冷至室溫。
6.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于:所述步驟㈡中，所述第二冷卻工藝為:采用水冷以18-20°C /s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫。
7.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的600MPa級及以上高強鋼筋，其特征在于:所述步驟(E)中，高壓噴射水或淬火液冷卻時，高壓噴射水或淬火液沿環(huán)繞在鋼筋四個等份縱向方向噴出，壓力為6_7Mpa。
8.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法，其特征在于:在鋼筋混凝土中設置直徑為Φ6_的所述高強鋼筋，所述高強鋼筋在鋼筋混凝土中的布筋方式為:高強鋼筋沿鋼筋混凝土的長度方向分布，且在鋼筋混凝土的厚度方向上呈上下兩層平行分布，上層鋼筋和下層鋼筋分別由至少3根高強鋼筋等間距平行分布組成，且所述間距為160mm。
9.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的600MPa級及以上高強鋼筋在鋼筋混凝土中的應用方法，其特征在于:在鋼筋混凝土中設置直徑為Φ22_的所述高強鋼筋，所述高強鋼筋在鋼筋混凝土中的布筋方式為:高強鋼筋沿鋼筋混凝土的長度方向分布，且在鋼筋混凝土的厚度方向上呈上下兩層平行分布，上層鋼筋和下層鋼筋分別由至少3根高強鋼筋等間距平行分布組成，且上層鋼筋的各高強鋼筋間距為下層鋼筋的各高強鋼筋間距的2倍。
【文檔編號】C21D8/08GK103643147SQ201310588695
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權日:2013年11月21日
【發(fā)明者】吳海洋, 姚圣法 申請人:江蘇天舜金屬材料集團有限公司