硼鈦復(fù)合微合金化余熱處理鋼筋用鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種硼鈦復(fù)合合金化余熱處理鋼筋用鋼，其化學(xué)成分重量百分比為：0.15-0.25%C，0.35-0.80%Si，0.60-1.50%Mn，P≤0.045%，S≤0.045%，0.0005-0.0035%B，0.011-0.022%Ti，其余為Fe和雜質(zhì)元素。本發(fā)明適用于生產(chǎn)≤φ50mm的余熱處理鋼筋，用其生產(chǎn)的鋼筋的性能指標(biāo)達(dá)到：屈服強(qiáng)度ReL（Rp0.2）≥600MPa，強(qiáng)屈比Rm/ReL（Rp0.2）≥1.15,最大應(yīng)力下的總伸長率Agt≥5.0%。通過降低冷卻強(qiáng)度，本發(fā)明還可生產(chǎn)屈服強(qiáng)度460MPa～550MPa級余熱處理鋼筋。
【專利說明】硼鈦復(fù)合微合金化余熱處理鋼筋用鋼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋用鋼，尤其涉及一種硼鈦復(fù)合微合金化余熱處理鋼筋用鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]余熱處理鋼筋是一種高效節(jié)約型鋼材，其生產(chǎn)工藝能有效地發(fā)揮鋼材的性能潛力，通過各種生產(chǎn)工藝參數(shù)的控制能改善鋼筋的性能，在較大幅度提高鋼筋強(qiáng)度的同時(shí)，保持較好的塑韌性，完全能保證鋼筋的綜合性能滿足要求。同時(shí)，大幅度降低了合金元素用量,節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0003]生產(chǎn)余熱處理鋼筋時(shí)，利用軋制余熱，在軋鋼作業(yè)線上直接進(jìn)行熱處理。其基本原理是鋼筋從軋機(jī)的成品機(jī)架軋出后，經(jīng)冷卻裝置進(jìn)行快速決面淬火，然后利用鋼筋芯部熱量由里向外自回火，并在冷床空冷至室溫。
[0004]中國標(biāo)準(zhǔn)GB13014-1991中列出了一種鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋，牌號為 20MnSi,成分要求是:0.17%_0.25%C，0.40%-0.80%Si,1.20%-1.60%Mn, ( 0.045%P,≤0.045%S。要求屈服強(qiáng)度≤440 MPa。我國出口的英標(biāo)屈服強(qiáng)度460MPa級鋼筋也大多數(shù)采用了 20MnSi鋼余熱處理工藝。
[0005]也可用Q235類普碳鋼來生產(chǎn)余熱處理鋼筋，中國標(biāo)準(zhǔn)GB/T700-2006中Q235B鋼的成分要求是 S 0.20%C, ( 0.35%Si，≤ 1.40%Mn, ( 0.045%P, ( 0.045%S。但用 Q235B 鋼經(jīng)過余熱處理工藝來生產(chǎn)460MPa級及以上級鋼筋時(shí)，要求冷卻強(qiáng)度大、對冷卻裝置的技術(shù)要求高；軋制速度受到限制、影響生產(chǎn)效率；冷卻工藝控制難度大、軋制時(shí)易堵鋼、成材率低，甚至因不能保證生產(chǎn)穩(wěn)定順行而不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)性規(guī)?；a(chǎn)。
[0006]發(fā)明專利“硼微合金化余熱處理鋼筋用鋼”(CN101457329A)公開了一種余熱處理用鋼，其化學(xué)成分配比(按重量百分比)為:0.15-0.25%C、≤0.80%S1、0.45-1.00%Μη、≤0.045%P，≤0.045%S、0.001-0.006%B，其余為Fe和雜質(zhì)元素?？捎糜谏a(chǎn)≤Φ 50mm的余熱處理鋼筋，用其生產(chǎn)的鋼筋的性能指標(biāo)達(dá)到:屈服強(qiáng)度Ri (Rpa2)≤540MPa，強(qiáng)屈比Rm/ReL (Rpa2)≤1.15，最大應(yīng)力下的總伸長率Agt≤7.5%?？梢赃M(jìn)一步降低20MnSi余熱處理鋼筋的合金含量，節(jié)約合金資源，減少生產(chǎn)成本；也可克服Q235類普碳鋼余熱處理鋼筋對冷卻裝置的技術(shù)要求高、冷卻工藝控制難度大、生產(chǎn)效率較低的缺點(diǎn)。但在這種鋼筋在批量生產(chǎn)中，鋼筋出現(xiàn)表面翹皮缺陷的幾率較高、強(qiáng)度性能的波動較大，甚至有時(shí)低于標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種硼鈦復(fù)合合金化余熱處理鋼筋用鋼，能消除硼合金化余熱處理鋼筋表面翹皮缺陷，更有效地發(fā)揮硼合合金化的作用，提高鋼筋強(qiáng)度，減小性能波動。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種硼鈦復(fù)合合金化余熱處理鋼筋用鋼，其化學(xué)成分重量百分比為:0.15-0.25%C, 0.35-0.80%Si，0.60-1.50%Mn, P ≤ 0.045%,
S≤ 0.045%,0.0005-0.0035%B,0.011-0.022%Ti，其余為 Fe 和雜質(zhì)元素。
[0009]本發(fā)明優(yōu)選的化學(xué)成分重量百分比為:0.18-0.24%C，0.40-0.70%Si,
0.65-1.10%Mn, P ≤ 0.045%, S ≤ 0.045%, 0.0012-0.0030%Β，0.011-0.022%Ti，其余為 Fe 和
雜質(zhì)元素。
[0010]本發(fā)明生產(chǎn)出的熱軋鋼筋或其它棒材的顯微組織特征是:表面是自回火組織，芯部主要組織是鐵素體+珠光體，表面與芯部之間存在有多種混合組織的過渡層。
[0011]下面具體說明技術(shù)方案的內(nèi)容:
C可提高余熱處理時(shí)鋼的淬透性、并能強(qiáng)化鋼筋的芯部組織，但降低C含量有利于改善鋼筋焊接性能和塑性、 韌性，經(jīng)過綜合考慮，本發(fā)明的C含量選擇為0.15-0.25%。Si具有有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用，本發(fā)明的Si含量與GB13014-1991中為20MnSi鋼的基本相當(dāng)。Mn可提高淬透性，起到固溶強(qiáng)化和細(xì)化鐵素體晶粒的作用，為獲得高強(qiáng)度的余熱處理鋼筋。加入適量Mn是必要的。對于建筑用鋼筋而言，對P、S等雜質(zhì)元素含量的要求并不高，故本發(fā)明只要求≤ 0.045%P, ( 0.045%So
[0012]B是我國較富有的一種元素，它的突出作用是微量B就可以成倍增加鋼的淬透性。對于余熱處理鋼筋而言，增加鋼的淬透性具有重要的意義，通過相變強(qiáng)化可以使鋼筋獲得較高的強(qiáng)度。淬透性較高的鋼對淬火時(shí)冷卻強(qiáng)度的要求較低，因而本發(fā)明鋼可以解決合金含量很低的Q235類普碳鋼生產(chǎn)余熱處理鋼筋時(shí)存在的對冷卻裝置的技術(shù)要求高、冷卻工藝控制難度大、生產(chǎn)效率較低等問題。B主要是在奧氏體晶界的偏聚，使奧氏體分解時(shí)新相在奧氏體晶界處形核發(fā)生困難，造成奧氏體分解的孕育期加長，提高淬透性。而硼的性質(zhì)較為活潑，易與鋼中的氮形成BN化合物，BN相屬無效硼，在化學(xué)分析中稱酸不溶硼，沒有提高淬透性的作用。加B鋼裂紋敏感性較強(qiáng)，在連鑄冷卻過程中，B與N結(jié)合形成BN，在奧氏體晶界析出，易引起晶界脆化，引發(fā)熱裂紋，熱裂紋被氧化皮蓋住不易被發(fā)現(xiàn)，造成成品鋼筋上出現(xiàn)表面翹皮缺陷。
[0013]加入微量Ti可固定鋼中N，使得鋼中有效B的含量增加，從而更有效地發(fā)揮硼合合金化的作用，提高鋼筋強(qiáng)度，減小性能波動。同時(shí)，可避免BN引起的連鑄坯裂紋，消除硼合金化余熱處理鋼筋表面翹皮缺陷。
[0014]本發(fā)明提供的硼鈦復(fù)合合金化余熱處理鋼筋用鋼，能消除硼合金化余熱處理鋼筋表面翹皮缺陷，更有效地發(fā)揮硼合合金化的作用，提高鋼筋強(qiáng)度，減小性能波動。本發(fā)明適用于生產(chǎn)≤Φ 50mm的余熱處理鋼筋，用其生產(chǎn)的鋼筋的性能指標(biāo)達(dá)到:屈服強(qiáng)度ReJRpa2)≥600MPa，強(qiáng)屈比Rm/ ReL (Rpa2)≥1.15，最大應(yīng)力下的總伸長率Agt≥5.0%。通過降低冷卻強(qiáng)度，本發(fā)明還可生產(chǎn)屈服強(qiáng)度460MPa~550MPa級余熱處理鋼筋。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明鋼在通用煉鋼設(shè)備上冶煉、連續(xù)澆注成鋼坯。再在通用鋼筋軋鋼生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行軋制，軋后余熱處理，經(jīng)冷卻裝置進(jìn)行快速表面淬火，然后利用鋼筋芯部熱量由里向外傳輸自回火。鋼筋在冷床上自然冷卻、隨后剪切、打捆、入庫。
[0016]本發(fā)明各實(shí)施例的成分見表1，生產(chǎn)條件為50噸轉(zhuǎn)爐冶煉，連鑄成150mm方坯，連續(xù)棒材軋機(jī)上軋制，軋后余熱處理，力學(xué)性能見表2，可以看出，硼鈦合金化余熱處理鋼筋具有較高的強(qiáng)韌性配合，R&≥600MPa,強(qiáng)屈比Rm/ReL≥1.15，Agt≥5.0%，反彎性能良好。
[0017]
表1 本發(fā)明各實(shí)施例成分
【權(quán)利要求】
1.一種硼鈦復(fù)合微合金化余熱處理鋼筋用鋼，其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比為:0.15-0.25%C，0.35-0.80%Si，0.60-1.50%Mn, P ≤ 0.045%, S ≤ 0.045%,0.0005-0.0035%B,0.011-0.022%Ti，其余為Fe和雜質(zhì)元素。
2.如權(quán)利要求1所述硼鈦復(fù)合微合金化余熱處理鋼筋用鋼，其特征在于，其化學(xué)成分重量百分比為:0.18-0.24%C,0.40-0.70%Si,0.65-1.10%Mn, P≤ 0.045%, S ≤ 0.045%,0.0012-0.0030%B,0.011-0.022%Ti，其余為 Fe 和雜質(zhì)元素。
【文檔編號】C22C38/14GK103710618SQ201310707127
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】完顏衛(wèi)國 申請人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司