專利名稱：超細(xì)晶熱軋帶肋鋼筋盤條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超細(xì)晶(4-6μm)400Mpa級熱軋帶肋鋼筋盤條，屬于低合金建筑用鋼領(lǐng)域。
技術(shù)背景未來鋼鐵材料的發(fā)展方向是高潔凈度、高均勻度和超細(xì)組織為目標(biāo)，晶粒細(xì)化是提高鋼鐵材料強(qiáng)度和韌性的最有效方法之一，在線控制并形成超細(xì)組織一直是鋼鐵材料研究的目標(biāo)。文獻(xiàn)《鋼鐵》Vol.36.No.8 August.2001，刊登的楊忠民等人的論文“普通碳素鋼超細(xì)晶臨界奧氏體控軋工藝研究”，通過在Gleeble-2000熱變形模擬機(jī)上的模擬實驗，研究了低溫變形條件下的工藝參數(shù)對普通低碳鋼Q235獲得微米級超細(xì)晶組織影響規(guī)律，利用實驗研究結(jié)果在型鋼軋機(jī)上試驗軋出晶粒尺寸約為5μm的400MPa級鋼筋(抗拉強(qiáng)度僅為515-545Mpa)。但其研究超細(xì)晶鋼筋不足之處是該研究對于其變形溫度、變形量、變形速率、以及變形后的冷卻速度等要求較為嚴(yán)格，這對于實驗室來說較為容易控制，但對于工業(yè)化大生產(chǎn)來說控制難度將會很大，同時也不容易實現(xiàn)。且根據(jù)力學(xué)性能結(jié)果其性能也僅僅是屈服強(qiáng)度達(dá)到了400Mpa，而抗拉強(qiáng)度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到HRB400級鋼筋要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠利用現(xiàn)有工藝裝備水平制造的超細(xì)晶(4-6μm)400Mpa級熱軋帶肋鋼筋盤條，該鋼筋盤條具有新穎的外觀結(jié)構(gòu)，晶粒細(xì)，綜合性能好，能夠完全滿足國標(biāo)GB1499-1998《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》及建設(shè)部新制定的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對HRB400鋼筋的要求。
為達(dá)到上述目的，本實用新型鋼筋盤條的外表面具有徑向凸起的橫肋和軸向凸起的縱肋，所述橫肋的縱截面呈月牙形或竹節(jié)形，與縱肋不相交，所述橫肋具有同一形狀和尺寸，沿軸向呈一定的間隔分布；所述鋼筋盤條的化學(xué)成分(重量％)為C0.18-0.24 Si0.15-0.50 Mn1.3-1.60Nb0.010-0.025余量為鐵；鋼筋組織結(jié)構(gòu)為鐵素體+珠光體，其中鐵素體晶粒尺寸為4-6μm。
本實用新型超細(xì)晶400Mpa級熱軋帶肋鋼筋盤條的制造方法包括煉鋼工藝和軋制工藝兩部分煉鋼工藝電爐、轉(zhuǎn)爐冶煉，采取吹氬技術(shù)減少夾雜物提高鋼的純凈度；連鑄工藝過程采用全過程保護(hù)澆注，以減少鋼中氧化物夾雜、成分偏析。
軋制工藝采用高速無扭軋機(jī)控制軋制，連鑄方坯加熱溫度940-1040℃，加熱時間1.5小時；開軋溫度為920-980℃，精軋入口溫度880-920℃，減定徑入口及吐絲溫度840-890℃；軋制道次為24-28道次，連續(xù)軋制；軋后采用斯太爾摩線控制風(fēng)冷卻至相變溫度，然后空冷，冷卻速度3-6℃/s。
本實用新型超細(xì)晶鋼筋中的Si含量在0.20-0.50％，低于國際標(biāo)準(zhǔn)通用成分體系Si 0.40-0.80％，原因一是為了減小Si對工藝性能的影響Si的固熔強(qiáng)化以及柱狀晶發(fā)達(dá)容易使鋼的塑性降低；另外Si對鋼筋的焊接性能不利，在焊接時容易生成低熔點硅酸鹽，熔渣和噴濺影響焊縫質(zhì)量；原因二考慮在不影響其鋼筋使用性能的前提下降低冶煉成本。
本實用新型超細(xì)晶鋼筋中含有微量Nb，主要目的是滿足國家《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對HRB400鋼筋的要求，另外微量的Nb可以提高鋼筋的綜合性能，主要是焊接性能。
本實用新型超細(xì)晶鋼筋的制造方法中，在鋼坯加熱時，采取的加熱溫度為940-1040℃，此鋼坯加熱溫度，可以控制奧氏體晶粒尺寸大小和再結(jié)晶過程，為軋后通過控制冷卻進(jìn)行相變，得到理想的組織結(jié)構(gòu)提供條件。在軋制時，當(dāng)軋制變形進(jìn)入奧氏體未再結(jié)晶區(qū)域內(nèi)時，采取低溫奧氏體變形，變形后的奧氏體晶粒不再發(fā)生再結(jié)晶，而呈現(xiàn)加工硬化狀態(tài)，這種加工硬化了的奧氏體具有促進(jìn)鐵素體相變形核作用，使相變后的鐵素體晶粒細(xì)小。在軋后控制冷卻時，由于相變區(qū)冷卻速度決定著奧氏體的分解轉(zhuǎn)變溫度和時間，也決定著線材的最終組織狀態(tài)，所以整個控冷工藝的核心問題就是如何控制相變區(qū)冷卻速度，因此本實用新型通過控制軋后吐絲溫度、斯太爾摩線入口段輥道速度和風(fēng)冷強(qiáng)度，使未再結(jié)晶區(qū)奧氏體盡快向鐵素體轉(zhuǎn)變，然后采取空冷使相變均勻充分，以利于形成穩(wěn)定均勻的細(xì)晶組織。
本實用新型能夠在現(xiàn)有工藝裝備水平條件下，通過采取低溫加熱控制原始奧氏體長大、未再結(jié)晶區(qū)控制軋制及控制鋼的冷卻速度等措施，獲得較為均勻的超細(xì)化晶粒鋼筋；同時由于采取較低含量的Si以及含有少量的微合金元素Nb，與傳統(tǒng)的低合金鋼筋及細(xì)晶鋼筋相比，即能夠提高鋼筋的焊接性能及鋼筋的抗震性能(塑、韌性增加)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)和國家行業(yè)要求，又可以降低生產(chǎn)成本。本實用新型具有生產(chǎn)成本低、工藝適應(yīng)性及控制性強(qiáng)等特點，生產(chǎn)的超細(xì)晶鋼筋廣泛適應(yīng)于建筑工程，其抗震性及焊接性能良好。


圖1是本實用新型的月牙形橫肋鋼筋剖面圖；圖2是本實用新型的月牙形橫肋鋼筋示意圖；圖3是本實用新型的竹節(jié)形橫肋鋼筋剖面圖；圖4是本實用新型的竹節(jié)形橫肋鋼筋示意圖。
具體實施方式
本實用新型鋼筋盤條的外表面具有徑向凸起的橫肋1和軸向凸起的縱肋2，所述橫肋1的縱截面呈月牙形3或竹節(jié)形4，所述橫肋1與縱肋2不相交，所述橫肋具有同一形狀和尺寸，沿軸向呈一定的間隔分布，平均間隔為4-10mm；所述鋼筋盤條的化學(xué)成分(重量％)為C0.18-0.24 Si0.15-0.50Mn1.3-1.60 Nb0.010-0.025余量為鐵；鋼筋組織結(jié)構(gòu)為鐵素體+珠光體，其中鐵素體晶粒尺寸為4-6μm。
權(quán)利要求1.一種超細(xì)晶熱軋帶肋鋼筋盤條，其強(qiáng)度級別為400Mpa級，鋼筋組織結(jié)構(gòu)為鐵素體+珠光體，其中鐵素體晶粒尺寸為4-6μm，其特征在于所述鋼筋盤條的外表面具有徑向凸起的橫肋和軸向凸起的縱肋，所述橫肋的縱截面呈月牙形或竹節(jié)形，與縱肋不相交，所述橫肋具有同一形狀和尺寸，沿軸向呈一定的間隔分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋盤條，其特征在于，所述橫肋沿軸向平均間隔為4-10mm。
專利摘要本實用新型涉及一種超細(xì)晶(4－6μm) 400Mpa級熱軋帶肋鋼筋盤條，屬于低合金建筑用鋼領(lǐng)域。本實用新型鋼筋盤條的外表面具有徑向凸起的橫肋1和軸向凸起的縱肋2，所述橫肋的縱截面呈月牙形3或竹節(jié)形4，與縱肋不相交，所述橫肋具有同一形狀和尺寸，沿軸向呈一定的間隔分布；鋼筋組織結(jié)構(gòu)為鐵素體+珠光體，其中鐵素體晶粒尺寸為4－6μm。本實用新型具有生產(chǎn)成本低、工藝適應(yīng)性及控制性強(qiáng)等特點，生產(chǎn)的超細(xì)晶鋼筋廣泛適應(yīng)于建筑工程，其抗震性及焊接性能良好。
文檔編號C21C7/06GK2813636SQ20052000482
公開日2006年9月6日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月16日
發(fā)明者李子林, 王子亮, 李利劍, 趙自義, 韋弦, 范銀平, 曹樹衛(wèi), 馬志軍 申請人:安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司