專利名稱：高強抗震鋼筋及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金鋼冶煉和加工技術(shù)領(lǐng)域。具體來說，本發(fā)明涉及一種建筑用抗震 鋼筋及其制備方法。
背景技術(shù)：
預(yù)測到2010年末，我國建筑用鋼材總消費量約19000萬噸，占鋼材總消費量的 53%，其中螺紋鋼筋消費量7200萬噸，占建筑用鋼的38% ；線材消費量5200萬噸，占建筑 用鋼的27%;薄板消費量2400萬噸，占建筑用鋼的13%，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重大作用。 建筑工程的質(zhì)量和安全比任何時候都要放到十分重要的地位。越來越嚴格的工程結(jié)構(gòu)抗震 設(shè)計規(guī)范對鋼筋的屈服強度和塑性性能要求也越來越高，同時還要求鋼筋有較高的強屈比 (Rm/Rel)和韌塑性。精軋螺紋鋼筋是20世紀70年代原聯(lián)邦德國開發(fā)并獲專利權(quán)的產(chǎn)品， 具有連接、錨固簡便安全，施工方便、節(jié)約等優(yōu)點，較好地解決了鋼筋焊接問題，已廣泛應(yīng)用 于建筑領(lǐng)域。微合金化、晶粒細化、控軋控冷、軋后余熱處理等技術(shù)的發(fā)明應(yīng)用極大的提高 了鋼筋的性能，建筑用抗震鋼筋的研制是現(xiàn)代冶金生產(chǎn)技術(shù)與物理冶金研究成果相結(jié)合的 產(chǎn)物。目前開發(fā)的抗震鋼筋屈服強度主要集中在500MPa級，強度級別較低；含有Nb、V等 多種合金元素，合金成本高；且均采用控軋控冷方法，工藝復(fù)雜、能源消耗量大。例如武鋼 集團昆明鋼鐵股份有限公司申請的“HRB500E高性能抗震鋼筋及其生產(chǎn)方法”，"HRB500E釩 氮高強度抗震鋼筋及其生產(chǎn)方法”、“HRB500E鈮硼復(fù)合微合金高性能抗震鋼筋及其生產(chǎn)方 法”；中南大學(xué)申請的“一種500MPa級高強抗震鋼筋生產(chǎn)工藝”；馬鞍山鋼鐵股份有限公司申 請的“高強度抗震熱軋鋼筋用鋼”，均需要較嚴格的控軋控冷工藝，且強度級別均在500MPa。 隨著工程結(jié)構(gòu)對建筑用鋼筋強度要求的提高，如何制備屈服強度級別在500MPa以上且成 本低廉的建筑用超高強度抗震鋼筋是目前需要解決的實際問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種HRB500以上的高強度抗震鋼筋。該鋼筋具有 仿晶 界型鐵素體/粒狀貝氏體、或貝氏體/馬氏體的復(fù)相組織，通過控制復(fù)相組織中各相的比例 及大小，獲得良好的強韌性配合，同時，該鋼筋成分及制造工藝簡單，抗拉強度與屈服強度 比值高，并具有良好的可焊接性和抗震性。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述高強度抗震鋼筋的制造方法，該方法工藝簡 單，通過簡單元素的添加以及特定的熱處理方式，制造出了高強度，抗震性和焊接性均十分 良好的高強度抗震鋼筋。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案—種高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成棒坯，鋼中各成分的重量百分比 為C :0· 08 0. 15wt%
Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 2 1· 5wt%Cr:0 1.0wt%P 0 ~ 0. 02wt%S:0 0.01wt%其余為Fe，棒坯高溫軋制得到鋼筋，鋼筋空冷到200 40(TC收集打捆后緩冷，或者空冷到 室溫收集打捆后并在200 40(TC去應(yīng)力處理得到高強度抗震鋼筋，鋼筋的顯微組織為仿 晶界型鐵素體和粒狀貝氏體的復(fù)相組織，其強度在HRB500級以上，鋼筋顯微組織中各組分 為仿晶界型鐵素體--------------10 40%粒狀貝氏體-----------------------50 ~ 90% ο進一步地，鋼筋截面的直徑為25-50mm。優(yōu)選地，所述鋼的成分為C 0.08 0.15wt%Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 2 1. 5wt%Cr :0· 1 1. 20wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0. Olwt %其余為Fe?！N高強度抗震鋼筋的制造方法，包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成棒坯，使鋼中各成分的重量百分比如上所述；(2)將所述棒坯加溫至1200 1250°C，保溫0. 5 2小時；(3)將所述棒坯冷卻至1050 1100°C時，對棒坯進行軋制，至800 980°C時結(jié)束 軋制，得到鋼筋；(4)將所述鋼筋空冷至室溫并將空冷后的鋼筋在200 400°C去應(yīng)力處理2 6 小時，或者將所述鋼筋空冷至200 400°C時收集打捆并緩冷。一種高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成棒坯，鋼中各成分的重量百分比 為C 0.20 0.30wt%Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 5 1. 0wt%Cr :0· 1 1. 0wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0. Olwt %其余為Fe，棒坯高溫軋制得到鋼筋，鋼筋空冷到200 400°C收集打捆后緩冷，或者空冷到室 溫并在200 400°C去應(yīng)力處理得到高強度抗震鋼筋，鋼筋的顯微組織為貝氏體和馬氏體的復(fù)相組織，其強度在HRB800級以上，鋼筋顯微組織中各組分為貝氏體--------------10 40%;馬氏體---------------60 90%。優(yōu)選地，所述鋼筋的強度為HRB933以上。優(yōu)選地，鋼筋截面的直徑為25_50mm。一種高強度抗震鋼筋的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成棒坯，使鋼中各成分的重量百分比為C 0.20 0.30wt%Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 5 1. 0wt%Cr :0· 1 1. 2wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0. Olwt %其余為Fe，(2)將上述鋼筋毛坯加溫至1200 1250°C，保溫0. 5 2小時；(3)將上述棒坯冷卻至1050 1100°C時，對棒坯進行軋制，至900 980°C時結(jié)束 車L制，得到棒材；(4)將所述鋼筋空冷至室溫并將空冷后的鋼筋在200 400°C去應(yīng)力處理2 6 小時，或者將所述鋼筋空冷至200 400°C時收集打捆并緩冷?！N高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成棒坯，鋼中各成分的重量百分比 為C 0. 20 0.3 Iwt %Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 5 1. 0wt%Cr:0 1.5wt%Ti :0. 005 ~ 0. 04wt%V 0 0.04wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0.0 Iwt %其余為Fe，棒坯高溫軋制得到鋼筋，鋼筋空冷到200 400°C收集打捆后緩冷，或者空冷到室 溫并在200 400°C去應(yīng)力處理得到高強度抗震鋼筋，其強度在HRB800 1200級之間，鋼 筋的顯微組織為包含仿晶界型鐵素體、粒狀貝氏體、下貝氏體、馬氏體 中的兩種或兩種以上 的復(fù)相組織，鋼筋顯微組織中包括貝氏體---------------10 40%;馬氏體---------------50 90%。優(yōu)選地，鋼筋的直徑為20_50mm。進一步地，所述鋼的成分為C 0. 20 0.3 Iwt %
Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 5 1· 0wt%Cr :0· 5 1. 0wt%Ti :0· 02 0. 03wt%V 0.02 0.04wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0. Olwt %其余為Fe。一種高強度抗震鋼筋的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成棒坯，使鋼中各成分的重量百分比為C 0. 20 0.3 Iwt %Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 5 1. 0wt%Cr:0 1.5wt%Ti :0. 005 ~ 0. 04wt%V 0 0.04wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0.0 Iwt %其余為Fe，(2)將上述鋼筋毛坯加溫至1200 1250°C，保溫0. 5 2小時；(3)將上述棒坯冷卻至1050 1100°C時，對棒坯進行軋制，至900 980°C時結(jié)束 車L制，得到棒材；(4)將所述鋼筋空冷至室溫并將空冷后的鋼筋在200 400°C去應(yīng)力處理2 6 小時，或者將所述鋼筋空冷至200 400°C時收集打捆并緩冷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)合金元素簡單，價格低廉；2)工藝簡 單；3)鋼筋強屈比高，利于抗震。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的方法進行詳細說明，但這些實施例僅僅是例示的目的，并不旨在 對本發(fā)明的范圍進行任何限定。1-1HRB500級以上的高強度抗震鋼筋的制備本發(fā)明的HRB500級以上級高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，鋼中各 成分的重 量百分比為C 0.08 0.15wt%Mn :1· 8 3. 2wt%Si :0· 2 1. 5wt%Cr:0 1.0wt%P 0 — 0. 02wt%S 0 0. 01wt%
其余為Fe。實施例1首先，用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成圓棒坯，使鋼中各成分的重量百分比如表1所示；將上述鋼坯加溫至1200°C，保溫45min ；將上述鋼坯冷卻至1000°C時進行軋制，至 850°C時結(jié)束軋制，得到直徑45mm的鋼筋，將上述鋼筋空冷至室溫。實施例2首先，用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成鋼坯，使鋼中各成分的重量百分比如表1所 示；將上述鋼筋毛坯加溫至1200°C，保溫45min ；將上述鋼筋毛坯冷卻至1050°C時，對鋼筋 毛坯進行軋制，至900°C時結(jié)束軋制，得到直徑為40mm的鋼筋，將上述鋼筋空冷至30(TC收 集打捆，緩冷。表1、本發(fā)明實施例化學(xué)成分(wt % )
權(quán)利要求
一種高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成棒坯，鋼中各成分的重量百分比為C 0.08～0.15wt％Mn1.8～3.2wt％Si0.2～1.5wt％Cr0～1.0wt％P 0～0.02wt％S 0～0.01wt％其余為Fe，棒坯高溫軋制得到鋼筋，鋼筋空冷到200～400℃收集打捆后緩冷，或者空冷到室溫收集打捆后并在200～400℃去應(yīng)力處理后得到高強度抗震鋼筋，鋼筋的顯微組織為仿晶界型鐵素體和粒狀貝氏體的復(fù)相組織，其強度在HRB500級以上，鋼筋顯微組織中各組分為仿晶界型鐵素體 10～40％；粒狀貝氏體 60～90％。
2.如權(quán)利要求1所述的高強度抗震鋼筋，其中所述鋼筋截面的直徑為25-50mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高強度抗震鋼筋，其中所述鋼中的成分為 C 0. 08 0. 15wt%Mn 1. 8 3. 2wt% Si :0. 2 1. 5wt% Cr :0. 25 0. 95wt% P 0 0. 02wt% S 0 0. 01wt% 其余為Fe。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述高強度抗震鋼筋的制造方法，包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成棒坯，使鋼中各成分的重量百分比如權(quán)利要求1-3 中所述；(2)將所述棒坯加溫至1200 1250°C，保溫0.5 2小時；(3)將所述棒坯冷卻至1050 1100°C時，對棒坯進行軋制，至800 980°C時結(jié)束軋 制，得到鋼筋；(4)將所述鋼筋空冷至室溫并將空冷后的鋼筋在200 400°C去應(yīng)力處理2 6小時， 或者將所述鋼筋空冷至200 400°C時收集打捆并緩冷。
5.一種高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成棒坯，鋼中各成分的重量百分比為C 0. 15 0. 30wt% Mn 1. 8 3. 2wt% Si :0. 5 1. Owt% Cr :0. 05 1. Owt % P 0 0. 02wt% S 0 0. 01wt%其余為Fe，棒坯高溫軋制得到鋼筋，鋼筋空冷到200 40(TC收集打捆后緩冷，或者空冷到室溫并 在200 400°C去應(yīng)力處理得到高強度抗震鋼筋，鋼筋的顯微組織為貝氏體和馬氏體的復(fù) 相組織，其強度在HRB800級以上，鋼筋顯微組織中各組分為貝氏體--------------10 40% ；馬氏體---------------60 90%。
6.如權(quán)利要求5所述的高強度抗震鋼筋，其中，所述鋼筋的強度為HRB933以上。
7.如權(quán)利要求5或6所述的高強度抗震鋼筋，其中，所述鋼筋截面的直徑為25-50mm。
8.如權(quán)利要求5-7任一項高強度抗震鋼筋的制造方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成棒坯，使鋼中各成分的重量百分比為 C 0. 15 0. 30wt%Mn 1. 8 3. 2wt% Si :0. 5 1. Owt% Cr :0. 1 1. Owt% P 0 0. 02wt% S 0 0. 01wt% 其余為Fe，(2)將上述鋼筋毛坯加溫至1200 1250°C，保溫0.5 2小時；(3)將上述棒坯冷卻至1050 1100°C時，對棒坯進行軋制，至900 980°C時結(jié)束軋 制，得到棒材；(4)將所述鋼筋空冷至室溫并將空冷后的鋼筋在200 400°C去應(yīng)力處理2 6小時， 或者將所述鋼筋空冷至200 400°C時收集打捆并緩冷。
9.一種高強度抗震鋼筋，用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成棒坯，鋼中各成分的重量百分比為C 0. 20 0. 35wt% Mn 1. 8 3. 2wt% Si :0. 5 1. Owt% Cr 0 1. 5wt% Ti 0. 005 0. 04wt% V 0 0. 04wt% P 0 0. 02wt% S 0 0. 01wt% 其余為Fe，棒坯高溫軋制得到鋼筋，鋼筋空冷到200 40(TC收集打捆后緩冷，或者空冷到室溫并 在200 400°C去應(yīng)力處理得到高強度抗震鋼筋，鋼筋的顯微組織為貝氏體，馬氏體的復(fù)相 組織，其強度在HRB1200級以上，鋼筋顯微組織中各組分為貝氏體--------------10 40% ；馬氏體---------------60 90%。
10.如權(quán)利要求9所述的高強度抗震鋼筋，其中，鋼筋的直徑為20-50mm。
11.如權(quán)利要求9或10所述的高強度抗震鋼筋，其中，所述鋼的成分為 C 0. 25 0. 31wt%Mn 1. 8 3. 2wt% Si :0. 5 1. Owt % Cr :0. 5 1. Owt % Ti :0. 01 0. 04wt% V 0 0. 04wt% P 0 0. 02wt% S 0 0. 01wt% 其余為Fe。
12.如權(quán)利要求9-11任一項所述高強度抗震鋼筋的方法，其特征在于該方法包括以下 步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，連鑄成棒坯，使鋼中各成分的重量百分比為分別如權(quán)利要 求9-11任一項中所述；(2)將上述鋼筋毛坯加溫至1200 1250°C，保溫0.5 2小時；(3)將上述棒坯冷卻至1050 1100°C時，對棒坯進行軋制，至900 980°C時結(jié)束軋 制，得到棒材；(4)將所述鋼筋空冷至室溫并將空冷后的鋼筋在200 400°C去應(yīng)力處理2 6小時， 或者將所述鋼筋空冷至200 400°C時收集打捆并緩冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強抗震鋼筋及其制造方法，該高強度抗震鋼筋的屈服強度為500-1200MPa，其中在600MPa級別以下除Mn、Si外不需要添加合金元素。該鋼筋只需要用常規(guī)煉鋼冶煉后，連鑄成坯，軋制空冷，鋼中各成分的重量百分比為C0.08～0.35wt％；Mn1.8～3.2wt％；Si0.2～1.5wt％；Cr0～1.0wt％；P0～0.02wt％；S0～0.01wt％。在必要時添加少量V、Nb等微合金元素。該鋼筋具有仿晶界型鐵素體/粒狀貝氏體、下貝氏體/馬氏體等類型的復(fù)相組織，通過控制各相的比例、形態(tài)及分布，獲得良好的強韌性配合。該鋼筋具有超常的強屈比，與現(xiàn)有高強鋼筋相比，抗拉強度余量高出50％。
文檔編號C22C38/04GK101988172SQ20101055547
公開日2011年3月23日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者白秉哲 申請人:白秉哲