CN110592472A - 一种高强耐火抗震钢筋及生产方法 - Google Patents
一种高强耐火抗震钢筋及生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110592472A CN110592472A CN201910804021.1A CN201910804021A CN110592472A CN 110592472 A CN110592472 A CN 110592472A CN 201910804021 A CN201910804021 A CN 201910804021A CN 110592472 A CN110592472 A CN 110592472A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- percent
- equal
- strength
- temperature
- steel bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N iron niobium Chemical compound [Fe].[Fe].[Nb] ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 14
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/08—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高强耐火抗震钢筋及生产方法,按重量百分比计C 0.15‑0.20%、Si 0.7‑0.9%、Mn 0.5‑1.0%、Ni+Cr+Mo 0.8‑2.0%中的两种及以上、Nb+V 0.1‑0.25%中的一种及以上,Ti 0.05‑0.15%、B 0.0015‑0.0025%、N≤0.003%、O≤0.003%,余量为Fe及不可避免的杂质;LF白渣精炼5min后加入铌铁、钒铁和钛铁包芯线进行合金化,LF精炼出钢时钢液中自由氧范围在30‑50ppm,连铸中间包温度为1525‑1555℃,拉速为2.8‑3.0m/min,二冷比水量为2.1‑2.4L/kg;开轧温度1000‑1080℃,上冷床温度900‑990℃;制得的热轧钢筋成品的室温屈服强度≥650MPa,屈强比≤0.8,断后延伸率≥17%,均匀延伸率≥10%,600℃高温下屈服强度≥435MPa。
Description
技术领域
本发明属于高强钢筋生产领域,具体涉及一种高强耐火抗震钢筋及生产方法。
背景技术
当前我国的建筑仍然以钢筋混凝土为主,其中,带肋钢筋在建筑用钢中的消费量最大。随着高层、大跨度、抗震、耐低温及耐火等多功能建筑结构的出现,建筑用钢尤其是建筑用钢筋的性能和质量已成为建筑业衡量建筑物是否安全可靠,能否保证建筑物设计寿命的重要参数;而高层建筑物火灾的发生,对人的生命安全和财产造成重大威胁和损失,人们逐步认识到建筑钢筋的耐火性能对于建筑物安全的重要性。
根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》的规定,建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑,建筑高度增加后,建筑的耐火问题直接关系到人身财产安全。GB/T28415-2012规定,耐火钢 600℃的高温屈服强度必须不低于室温标准屈服强度的2/3。日本钢结构安全设计规范中规定,常温下钢材屈服强度的2/3相当于该材料的长期允许应力值。根据标准火灾时间温度曲线,火灾发生后30分钟温度可达到800℃,60钟可接近 1000℃。由于普通建筑用钢在温度达到600℃时,屈服强度明显下降,不到室温状态下屈服强度的1/2,因此,普通钢结构建筑在火灾面前容易出现灾难性后果,而耐火钢的屈服点仍然能保持不低于室温标准屈服强度的2/3,保证了建筑物在高温下的安全性能。
专利CN 102796961 A涉及一种混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋,经过钢水冶炼与浇涛、钢坯开轧温度为930-980℃,精轧温度为800-850℃,随后控冷至钢材温度达到680-720℃。较低温度的控轧控冷对轧机要求较高,需要使用高负荷轧制设备,目前多数钢筋生产线不具备生产该类产品的工艺条件。另外采用低温轧制方法生产的钢筋虽然在钢筋强度上有提高,但低温轧制容易产生变形不均匀,导致性能不均匀、塑性降低。
专利CN 109097682 A及CN 104032234 A均涉及耐火钢筋及其生产方法,通过合金成分设计及轧制过程控制来生产耐火钢筋,但所述耐火钢筋的常温屈服强度在456-645MPa,远未达到650MPa级,不能满足目前及日后高强建筑钢筋对于耐火性能的需求。
专利CN 105543704 A涉及到一种采用Cr、Mo、Nb、Ti、Ni、V复合合金化设计并结合控制轧制生产的高强耐火钢板,但该钢板需经热处理后才能达到所需性能,生产控制过程复杂,并且生产成本偏高。
综上,目前针对耐火钢筋,常温屈服强度≥650MPa,600℃高温屈服强度≥435MPa,并且满足综合抗震需求的钢筋及生产方法仍未见报道。
发明内容
本发明属于高强钢筋生产领域,具体涉及一种650MPa级抗大变形钢筋及生产方法,采用Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti复合添加的成分设计体系,制得的热轧钢筋成品的室温屈服强度≥650MPa,屈强比≤0.80,断后延伸率≥17%,均匀延伸率≥10%,600℃高温下屈服强度≥435MPa。该创新点属于材料科学领域,具体属于金属材料成分设计领域。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种高强耐火抗震钢筋及生产方法,其成分按重量百分比计,C 0.15-0.20%、 Si0.7-0.9%、Mn 0.5-1.0%、Ni+Cr+Mo 0.8-2.0%中的两种及以上、Nb+V 0.1-0.25%中的一种及以上,Ti 0.05-0.15%、B 0.0015-0.0025%、N≤0.003%、O≤0.003%,余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步的,Ti与N还需满足:3≤Ti/(10×N)≤5。
进一步的,碳当量Ceq≤0.58%,Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
进一步的,Ni+Cr+Mo 1.3-2.0%中的两种及以上、Nb+V 0.19-0.25%中的一种及以上,Ti 0.09-0.15%、B 0.0019-0.0025%。
一种高强耐火抗震钢筋及生产方法,包括转炉冶炼、LF精炼、连铸轧制、冷床冷却;LF白渣精炼5min后加入铌铁、钒铁和钛铁包芯线进行合金化,LF 精炼出钢时钢液中自由氧范围在30-50ppm;连铸中间包温度为1525-1555℃,拉速为2.8-3.0m/min,二冷比水量为2.1-2.4L/kg。
进一步的加热炉均热温度在1220-1280℃,保温时间50-60min,开轧温度 1000-1070℃,上冷床温度900-990℃。
进一步的,制得的热轧钢筋成品的室温屈服强度≥650MPa,屈强比≤0.8,断后延伸率≥17%,均匀延伸率≥10%,600℃高温下屈服强度≥435MPa。
本发明的核心技术在于采用Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti复合添加的成分设计体系,通过综合的合金强化手段,结合炼钢及轧钢工艺设计,实现耐火钢筋,常温屈服强度≥650MPa,600℃高温屈服强度≥435MPa,并且满足综合耐火及抗震需求。
本发明其他合金元素的设计原则:
C:作为钢材中的重要合金元素之一,可固溶在钢中有效提高其屈服强度和抗拉强度,直接影响钢筋的强度,价格低廉,同时可与钢中的钒、钼结合,形成碳氮化物,提高基体的常温强度及耐火强度。本发明采用低碳设计,兼顾强度方面考虑,该钢中的C含量控制在0.15-0.20%之间。
Si:在炼钢中是脱氧元素,亦可通过固溶强化提高强度,但有损材料的焊接性及韧性,需控制其含量范围为0.7-0.9%
Mn:不仅能扩大微合金碳氮化物在奥氏体中的固溶度积,避免过多的微合金碳氮化物在轧制过程中形变诱导析出,同时防止在铸坯中的偏析倾向增加而对焊接性能造成的不利,综合考虑,将其含量总和控制在0.5-1.0%。
Mo,Cr、Ni:Mo元素在耐火钢一方面起到中文高温固溶强化的作用,且髙温强度增加十分明显,使YS比(高温屈服强度与低温屈服强度比)上升。同时Mo元素在钢中起到一定的析出强化效果,其析出物中细小的MoC对钢的高温强度具有突出贡献;Cr可以有效地提高钢的高温抗氧化性和抗蠕变性能,可以有效地提高钢的高温强度,另外,Cr,Mo等合金元素会增加钢的淬透性,适量的Cr也促进了钢筋表面形成进一步的钝化膜,且与Mo起到复合作用,更易于提高钢的耐火性能;Ni能载提高强度的同时改善其低温韧性,同时保证良好的焊接性能。综合效果与成本考虑,将Ni+Cr+Mo范围控制在0.8-2.0%。
Nb、V:耐火钢的另一个主要强化方式是碳化物的析出强化作用,微合金化元素Nb,V,Ti析出物具有良好的高温稳定性,对提高钢的高温强度会产生有益的影响。Nb一方面具有细晶强化作用,同时配合工艺参数可以实现贝氏体第二相强化,具有优良的强韧综合性能,另一方面,Nb能够重点提高氮化钒沉淀析出的强化效果,此外,与Mo复合加入,能够显著提高Mo钢的高温强度,但过量添加,有损母材韧性及HAZ韧性。V作为析出强化作用元素,适量添加可形成 V(C,N)弥散分布于钢中,能够在轧制过程中析出纳米级V(C,N)化合物,增加铁素体形核点,阻止铁素体晶粒长大,具有明显的析出沉淀强化的效果,提高强度的同时可有效阻止焊接热影响区奥氏体晶粒的长大,提高韧性,但过量添加会导致钢焊接裂纹敏感性的增加。综合考虑Nb+V总量控制在0.1-0.25%。
Ti:添加0.05-0.15%的Ti。能在提高强度的同时,大幅度提高钢板焊接热影响区的低温韧性,并且能够有效固定钢液中的氧、氮含量,保证B元素的收得率,
B:本发明控制B范围为0.0015-0.0025,强烈偏聚于晶界而显著提高淬透性。 B的含量可以根据强度级别进行适量添加,对于强度级别较低、C含量较高的耐火钢,可以不特意加入。对于强度级别较高、C含量较低的耐火钢,通常可以加入0.0010-0.0020%,过量的硼将产生含B析出相,带来不利影响,因此B含量控制在0.0015-0.0025%。
此外,为保证钢筋具有较好的焊接工艺性,将Ceq设计为≤0.58%。
本发明炼钢工艺设计原则:
由于目标成分中含有较多的微合金化元素铌、钒、钛、硼元素,控制LF白渣精炼5min后加入铌铁、钒铁和钛铁包芯线进行合金化,LF精炼出钢时钢液中自由氧范围在30-50ppm,随后进行硼元素合金化,一方面控制保证元素收得率,另一方面减少合金加入过程的钢水飞溅,便于精细化现场控制;由于钢中 Cr、Ni、Mo等合金元素较多,钢水流动性较一般低合金钢较差,控制连铸时中间包温度为1525-1555℃,保证了合金元素均匀性的同时兼顾了钢水的流动性,控制拉速为2.8-3.0m/min,二冷比水量为2.1-2.4L/kg,保证连铸表面及心部质量。
本发明轧钢工艺设计原则:
为充分发挥微合金化元素的固溶强化和析出强化作用,同时综合考虑元素的细晶强化作用,结合生产线特点,发挥控轧控冷对强度与塑性的综合作用,采用适当较高的均热温度,适当采用较低的开轧温度及上冷床温度,因此控制加热温度范围在1220-1280℃,保温时间50-60min;控制开轧温度1000-1070℃,为上冷床温度900-990℃。
依照上述方法可获得一种650MPa及以上抗大变形钢筋,在重大防护工程等建筑结构以提高应对自然灾害、外部破坏的安全等级方面优势明显,同时可降低钢筋消耗量,优化结构设计。
通过创新型合金成分设计,同现有技术相比,本发明的有益效果至少在于:
1、利采用Ni、Cr、Mo与Nb、V、Ti、B复合添加的成分设计,室温屈服强度≥650MPa,600℃高温屈服强度≥435MPa;
2、针对超高强抗震钢筋屈强比≤0.80,断后延伸率≥17%,均匀延伸率≥10%,强度余量充足且具有良好的塑性变形及抗震能力;
3、碳当量≤0.58%,确保了冷弯、焊接等加工应用性能提升;
4、生产工艺贴合常规螺纹钢产线特点,有利于简化工艺,控制成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1-9以及比较例1-4的具体成分见表1,采用转炉/电炉冶炼+小方坯连铸+冷床冷却的短流程生产工艺,实施例1-9按照以下工艺流程生产:
(1)在冶炼、浇铸工序中,按照权利要求书中的成分范围以及元素比例关系进行冶炼,LF白渣精炼5min后加入铌铁、钒铁和钛铁包芯线进行合金化, LF精炼出钢时钢液中自由氧范围在30-50ppm;连铸中间包温度为1525-1555℃,拉速为2.8-3.0m/min,二冷比水量为2.1-2.4L/kg,浇注成横截面150mm×150mm 小方坯。
(2)轧钢及加热工序中,小方坯加热温度为1220-1280℃,开轧温度 1000-1070℃,上冷床温度900-990℃,在冷床上自然冷却。
实施例1-9以及比较例1-4的力学性能对比见表2。
由表1及表2可见,与对比例相比,在采用本发明技术方案的实施例中,用Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti、B复合添加的成分设计体系,屈服强度≥650MPa,屈强比≤0.80,最大力延伸率≥10%,强度余量充足,600℃高温屈服强度≥ 435MPa,具有突出耐火及抗震能力,远优于对比例。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
表1实施例化学成分(重量百分比,wt,%)
表2实施例力学性能
Claims (7)
1.一种高强耐火抗震钢筋,其特征在于:按重量百分比计,C 0.15-0.20%、Si 0.7-0.9%、Mn 0.5-1.0%、Ni+Cr+Mo 0.8-2.0%中的两种及以上、Nb+V 0.1-0.25%中的一种及以上,Ti 0.05-0.15%、B 0.0015-0.0025%、N≤0.003%、O≤0.003%,余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐火抗震钢筋,其特征在于:按重量百分比计,Ti与N需满足:3≤Ti/(10×N)≤5。
3.根据权利要求1所述的一种高强耐火抗震钢筋,其特征在于:碳当量Ceq≤0.58%,其中Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
4.根据权利要求1所述的一种高强耐火抗震钢筋,其特征在于:按重量百分比计,Ni+Cr+Mo 1.3-2.0%中的两种及以上、Nb+V 0.19-0.25%中的一种及以上,Ti 0.09-0.15%、B0.0019-0.0025%。
5.一种如权利要求1、2、3或4所述的高强耐火抗震钢筋及生产方法,包括转炉冶炼、LF精炼、连铸轧制、冷床冷却,其特征在于:LF白渣精炼5min后加入铌铁、钒铁和钛铁包芯线进行合金化,LF精炼出钢时钢液中自由氧范围在30-50ppm;连铸中间包温度为1525-1555℃,拉速为2.8-3.0m/min,二冷比水量为2.1-2.4L/kg。
6.根据权利要求5所述的一种高强耐火抗震钢筋及生产方法,其特征在于:加热炉均热温度在1220-1280℃,保温时间50-60min,开轧温度1000-1070℃,上冷床温度900-990℃。
7.根据权利要求书6所述的高强耐火抗震钢筋及生产方法,其特征在于:制得的热轧钢筋成品的室温屈服强度≥650MPa,屈强比≤0.8,断后延伸率≥17%,均匀延伸率≥10%,600℃高温下屈服强度≥435MPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910804021.1A CN110592472A (zh) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 一种高强耐火抗震钢筋及生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910804021.1A CN110592472A (zh) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 一种高强耐火抗震钢筋及生产方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110592472A true CN110592472A (zh) | 2019-12-20 |
Family
ID=68856108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910804021.1A Pending CN110592472A (zh) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 一种高强耐火抗震钢筋及生产方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110592472A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111235466A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-05 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种TiC弥散强化复相钢筋及其生产方法 |
CN115181882A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-14 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 500MPa级耐火螺纹钢及其生产方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104846297A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-08-19 | 罗光政 | 一种钒钛铌铬锰氮钼微合金化预埋槽及其生产方法 |
JP2016079443A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | 靭性に優れた高強度極厚h形鋼及びその製造方法 |
CN110129675A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高强钢筋及其生产方法 |
-
2019
- 2019-08-28 CN CN201910804021.1A patent/CN110592472A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016079443A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | 靭性に優れた高強度極厚h形鋼及びその製造方法 |
CN104846297A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-08-19 | 罗光政 | 一种钒钛铌铬锰氮钼微合金化预埋槽及其生产方法 |
CN110129675A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高强钢筋及其生产方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111235466A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-05 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种TiC弥散强化复相钢筋及其生产方法 |
CN115181882A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-14 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 500MPa级耐火螺纹钢及其生产方法 |
CN115181882B (zh) * | 2022-09-09 | 2022-12-23 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 500MPa级耐火螺纹钢及其生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111534750B (zh) | 一种超细晶高强韧hrb500e抗震钢筋的制备方法 | |
CN111763881B (zh) | 一种高强度低碳贝氏体耐火钢及其制备方法 | |
CN111519100B (zh) | 铌钒微合金化400MPa级超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法 | |
US20220411907A1 (en) | 690 mpa-grade medium manganese steel medium thick steel with high strength and low yield ratio and manufacturing method therefor | |
CN110541108B (zh) | 一种Nb、V复合700MPa级高强抗震钢筋用钢及其生产方法 | |
WO2020232818A1 (zh) | 高强钢筋及其生产方法 | |
CN113862558B (zh) | 一种屈服强度700MPa级低成本高韧性高强调质钢及其制造方法 | |
CN109972035B (zh) | 一种800MPa级热轧螺纹钢筋及生产方法 | |
WO2013044640A1 (zh) | 一种低屈强比高韧性钢板及其制造方法 | |
CN106854732A (zh) | 抗拉强度≥600MPa的高韧性低屈强比耐火耐侯钢及其生产方法 | |
CN111172459A (zh) | 一种hrb600e钒钛微合金化高强抗震热轧钢筋 | |
CN116254469B (zh) | 一种强屈比大于1.28的hrb500e普速热轧带肋钢筋 | |
WO2020093687A1 (zh) | 一种复合型抗震耐火建筑用钢及其制造方法 | |
CN102400062B (zh) | 低屈强比超高强度x130管线钢 | |
CN113930686A (zh) | 一种抗震钢筋HRB400E-Cr及生产方法 | |
JP6845855B2 (ja) | 低降伏比型高強度鋼材及びその製造方法 | |
CN111004975A (zh) | 一种建筑用螺纹钢及其生产方法 | |
CN110592472A (zh) | 一种高强耐火抗震钢筋及生产方法 | |
CN114107822B (zh) | 一种15.9级高强度螺栓用钢及其生产方法和热处理方法 | |
CN104561825A (zh) | 一种低成本x80管线用钢及其制造方法 | |
CN110343951B (zh) | 一种600MPa级抗大变形钢筋及其生产方法 | |
JPH10121200A (ja) | 高強度剪断補強筋用鋼材及びその製造方法 | |
JP4133175B2 (ja) | 靭性に優れた非水冷型薄手低降伏比高張力鋼およびその製造方法 | |
CN113462965B (zh) | 一种两相区轧制635MPa级高强抗震钢筋用钢及其生产方法 | |
JPH02125812A (ja) | 溶接熱影響部靭性の優れたCu添加鋼の製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191220 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |