RU2543045C1 - Method of reinforcement steel manufacturing - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method of reinforcement steel manufacturing includes making of steel containing, wt %: carbon 0.78-0.82, manganese 0.70-0.90, silicon 0.20-0.30, sulphur 0.010 maximum, phosphorus 0.025 maximum, chrome 0.20-0.30, nickel 0.10 maximum, copper 0.10 maximum, aluminium 0.005 maximum, boron 0.0010-0.0030, nitrogen 0.008 maximum, titanium 0.005% maximum, iron - rest, at that total content Cr+Mn+Ni+Cu < 1.4 is maintained, and ratio Al/B within range < 1.67. Heat treatment is performed by heating in furnace to 900-940°C with further isothermal hardening for 85-110 s in lead melt at temperature 530-560°C and final cooling with water. Cold drawing of roll is performed with total shrinkage 57-62%.

EFFECT: production of cold-worked high strength, with high yield strength and relating elongation at break at least 6%.

1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стальной высокопрочной проволочной арматуры, производимой методом холодного волочения и термомеханической обработки.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of high-strength steel wire reinforcement produced by cold drawing and thermomechanical processing.

Известен способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры, включающий выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину. Выплавляют сталь следующего химического состава, масс.%:A known method for the production of high-strength steel nanostructured reinforcement, including steelmaking, rolling into wire rod, heat treatment of wire rod, etching, cold drawing, applying a periodic profile, thermomechanical processing and cutting the reinforcement to a measured length. Steel is melted with the following chemical composition, wt.%:

углерод 0,77-0,85; марганец 0,50-0,80; кремний 0,20-0,37; сера 0,016-0,020; фосфор 0,016-0,025; хром не более 0,10; никель не более 0,10; медь не более 0,10; алюминий 0,01-0,03; бор 0,001-0,003; железо - остальное, в которой поддерживают суммарное содержание Cr+Ni+Cu<0,14, а соотношение алюминия к бору Al/B - в пределах 10-20, термическую обработку катанки осуществляют путем нагрева в печи до температуры 900-940°C с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°C и окончательным охлаждением водой, а волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%. Выбранные пределы содержания углерода (0,77-0,85%) в сочетании с марганцем (0,50-0,80%), хромом, никелем и медью (до 0,10 каждого, но при соотношении Cr+Ni+Cu<0,14) при введение алюминия и бора в сталь позволят измельчать микроструктуру стали при ее термообработке. Соотношение содержания алюминия к бору Al/B в пределах 10-20 обеспечивает в конечном продукте - холоднодеформированной высокопрочной арматуре - прочность не менее 1570 Н/мм², условный предел текучести не менее 1400 Н/мм и относительное удлинение при разрыве не менее 6%. (патент RU 2471004 от 16.12.2011, МПК C2D 8/08, C21D 9/52, C22C 38/54, B82Y 40/00, B82B 3/00 опубликовано: 27.12.2012, бюл. №36).carbon 0.77-0.85; manganese 0.50-0.80; silicon 0.20-0.37; sulfur 0.016-0.020; phosphorus 0.016-0.025; chrome no more than 0.10; nickel no more than 0.10; copper no more than 0.10; aluminum 0.01-0.03; boron 0.001-0.003; iron - the rest, in which the total content of Cr + Ni + Cu <0.14 is maintained, and the ratio of aluminum to boron Al / B is in the range of 10-20, the heat treatment of wire rod is carried out by heating in a furnace to a temperature of 900-940 ° C subsequent isothermal quenching for 85-110 s in a lead melt at a temperature of 530-560 ° C and final cooling with water, and wire drawing is carried out with a total compression ratio of 57-62%. The selected carbon content limits (0.77-0.85%) in combination with manganese (0.50-0.80%), chromium, nickel and copper (up to 0.10 each, but with the ratio Cr + Ni + Cu < 0.14) with the introduction of aluminum and boron into steel, they will allow to grind the microstructure of steel during its heat treatment. The ratio of aluminum to boron Al / B in the range of 10-20 provides in the final product - cold-deformed high-strength reinforcement - strength not less than 1570 N / mm ² , yield strength not less than 1400 N / mm and elongation at break of not less than 6%. (Patent RU 2471004 dated December 16, 2011, IPC C2D 8/08, C21D 9/52, C22C 38/54, B82Y 40/00, B82B 3/00 published: December 27, 2012, Bulletin No. 36).

Недостатком известного способа производства стальной высокопрочной арматуры является то, что готовая арматура имеет недостаточную прочность, и обрывность арматурных стержней составляет 0,10% до 0,03%. Причиной является высокое (выше 2 баллов) содержание неметаллических включений, в частности окислов алюминия, имеющих высокую твердость, практически не разрушающихся при прокатке.The disadvantage of this method of production of high-strength steel reinforcement is that the finished reinforcement has insufficient strength, and the breakage of the reinforcing bars is 0.10% to 0.03%. The reason is the high (above 2 points) content of non-metallic inclusions, in particular aluminum oxides, which have high hardness and practically do not collapse during rolling.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в получении в холоднодеформированной высокопрочной арматуре прочности не менее 1670 Н/мм², условного предела текучести не менее 1500 Н/мм² и относительного удлинения при разрыве не менее 6%.The technical result to which the invention is directed is to obtain a strength of at least 1670 N / mm ² , a conditional yield strength of at least 1500 N / mm ² and a relative elongation at break of at least 6% in cold-deformed high-strength reinforcement.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления арматурной стали, включающем выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину, выплавляют сталь следующего химического состава, масс.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing reinforcing steel, including steel smelting, rolling into wire rod, heat treatment of wire rod, etching, cold drawing, applying a periodic profile, thermomechanical processing and cutting reinforcement to a measured length, steel of the following chemical composition, mass is smelted .%:

углеродcarbon 0,78-0,820.78-0.82 марганецmanganese 0,70-0,900.70-0.90 кремнийsilicon 0,20-0,300.20-0.30 сераsulfur не более 0,010no more than 0,010 фосфорphosphorus не более 0,025no more than 0,025 хромchromium 0,20-0,300.20-0.30 никельnickel не более 0,10no more than 0.10 медьcopper не более 0,10no more than 0.10 алюминийaluminum не более 0,005no more than 0,005 борboron 0,0010-0,00300.0010-0.0030 титанtitanium не более 0,005no more than 0,005 азотnitrogen не более 0,008no more than 0,008 железоiron остальноеrest

суммарное содержание Cr+Mn+Ni+Cu<1,4 и соотношение Al/B в пределах <1.67. Термическую обработку катанки производят путем нагрева в печи до температуры 900-940°C с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°C и окончательным охлаждением водой, а волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%.the total content of Cr + Mn + Ni + Cu is <1.4 and the Al / B ratio is in the range of <1.67. Heat treatment of wire rod is carried out by heating in a furnace to a temperature of 900-940 ° C, followed by isothermal quenching for 85-110 s in a lead melt at a temperature of 530-560 ° C and final cooling with water, and wire drawing is carried out with a total compression ratio of 57- 62%

Изобретение позволит получить в холоднодеформированной высокопрочной арматуре прочность не менее 1670 Н/мм², условный предел текучести не менее 1500 Н/мм² и относительное удлинение при разрыве не менее 6%.EFFECT: invention enables to obtain strength of not less than 1670 N / mm ² , conditional yield strength of not less than 1500 N / mm ² and relative elongation at break of not less than 6% in cold-deformed high-strength reinforcement.

Пример осуществления способа изготовления арматурной стали.An example of the method of manufacturing reinforcing steel.

По разработанному ОАО «БЭТ» химическому составу была выплавлена сталь в 180-тонной электропечи ОАО «ММК», обработана в агрегате «печь-ковш», разлита на МНЛЗ в заготовку сечением 150×150 мм и прокатана в катанку круглого сечения диаметром 15,5 мм на сортовом стане «170», имеющая следующий химический состав, масс.%):According to the chemical composition developed by BET OJSC, steel was smelted in a 180-ton electric furnace at MMK OJSC, processed in a ladle furnace, cast into a continuous casting machine into a billet with a cross section of 150 × 150 mm and rolled into a round wire rod with a diameter of 15.5 mm on the high-quality mill "170", having the following chemical composition, wt.%):

углеродcarbon 0,7860.786 марганецmanganese 0,7300.730 кремнийsilicon 0,2470.247 сераsulfur 0,0050.005 фосфорphosphorus 0,0120.012 хромchromium 0,2710.271 никельnickel 0,0190.019 медьcopper 0,0300,030 алюминийaluminum 0,0020.002 борboron 0,00190.0019 азотnitrogen 0,0050.005 титанtitanium 0,0050.005 железоiron остальноеrest

Соотношение Cr+Ni+Cu+Mn составило 1,05, а соотношение Al/B составило 1,0.The ratio of Cr + Ni + Cu + Mn was 1.05, and the Al / B ratio was 1.0.

Внесенные изменения в химический состав, а именно микролегирование хромом и марганцем и исключение алюминия при раскисление предлагаемой стали, позволили получить условный предел текучести выше 1500 Н/мм²; временное сопротивление разрыву выше 1670 Н/мм² и относительное удлинение при разрыве не ниже 6%.The changes in the chemical composition, namely microalloying with chromium and manganese and the exclusion of aluminum during the deoxidation of the proposed steel, made it possible to obtain a conditional yield strength above 1500 N / mm ² ; tensile strength above 1670 N / mm ² and elongation at break of at least 6%.

Термообработанную катанку проволочили в проволоку диаметром 9,6-0,1 мм, после чего нанесли на ее поверхность трехсторонний периодический профиль, подвергли отпуску под натяжением при температуре 400°C, охладили проточной водой и порезали на мерные длины. Механические испытания полученной стальной высокопрочной арматуры номинальным диаметром 9,6-0,1 мм показали следующие свойства:The heat-treated wire rod was rolled into a wire with a diameter of 9.6-0.1 mm, after which a trilateral periodic profile was applied to its surface, subjected to tempering under tension at a temperature of 400 ° C, cooled with running water and cut into measured lengths. Mechanical tests of the obtained steel high-strength reinforcement with a nominal diameter of 9.6-0.1 mm showed the following properties:

временное сопротивление разрыву 1704-1740 Н/мм;temporary tensile strength 1704-1740 N / mm;

условный предел текучести 1551-1609 Н/мм²;yield strength 1551-1609 N / mm ² ;

относительное удлинение при разрыве 7,3-7,7%;elongation at break 7.3-7.7%;

твердость 41,5-43,0 HRC,hardness 41.5-43.0 HRC,

что полностью соответствует техническим требованиям, предъявляемым к высокопрочной стержневой холоднодеформированной арматуре периодического профиля диаметром 9,6 мм для армирования железобетонных шпал.which fully complies with the technical requirements for high-strength cold-rolled rod reinforcement of a periodic profile with a diameter of 9.6 mm for reinforcing reinforced concrete sleepers.

Claims (1)

Способ изготовления арматуры, включающий выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину, отличающийся тем, что выплавляют сталь следующего химического состава, мас. %:
углерод 0,78-0,82 марганец 0,70-0,90 кремний 0,20-0,30 сера не более 0,010 фосфор не более 0,025 хром 0,20-0,30 никель не более 0,10 медь не более 0,10 алюминий не более 0,005 бор 0,0010-0,0030 азот не более 0,008 титан не более 0,005 железо остальное
при этом устанавливают суммарное содержание Cr+Mn+Ni+Cu≤1,4, а соотношение Al/B - в пределах <1,67, термическую обработку катанки производят путем нагрева в печи до температуры 900-940 °C с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560 °C и окончательным охлаждением водой, а холодное волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%. A method of manufacturing reinforcement, including steelmaking, rolling into wire rod, heat treatment of wire rod, etching, cold drawing, applying a periodic profile, thermomechanical processing and cutting reinforcement to a measured length, characterized in that steel of the following chemical composition is melted, wt. %:
carbon 0.78-0.82 manganese 0.70-0.90 silicon 0.20-0.30 sulfur no more than 0,010 phosphorus no more than 0,025 chromium 0.20-0.30 nickel no more than 0.10 copper no more than 0.10 aluminum no more than 0,005 boron 0.0010-0.0030 nitrogen no more than 0,008 titanium no more than 0,005 iron rest
in this case, the total content of Cr + Mn + Ni + Cu≤1.4 is set, and the Al / B ratio is within <1.67, the heat treatment of the wire rod is carried out by heating in a furnace to a temperature of 900-940 ° C, followed by isothermal quenching in for 85-110 s in a lead melt at a temperature of 530-560 ° C and final cooling with water, and cold drawing of a wire rod is carried out with a total degree of compression of 57-62%.