CN101457329B - 硼微合金化余热处理钢筋用钢 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硼微合金化余热处理钢筋用钢，其化学成分配比(按重量百分比)为：0.15-0.23％C、≤0.80％Si、0.45-0.98％Mn、≤0.045％P，≤0.045％S、0.0005-0.006％B，其余为Fe和杂质元素。本发明的钢筋用钢在通用炼钢设备上冶炼、连续浇注成钢坯，然后在通用钢筋轧机上进行轧制，轧后余热处理，经冷却装置进行快速表面淬火，利用钢筋芯部热量由里向外传输进行自回火。本发明生产的钢筋可以进一步降低20MnSi余热处理钢筋的合金含量，节约合金资源，减少生产成本；也可克服Q235类普碳钢余热处理钢筋对冷却装置的技术要求高、冷却工艺控制难度大、生产效率较低的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢筋混凝土用热轧带肋钢筋用钢，尤其是一种硼微合金化余热处理钢筋用钢。
背景技术
生产余热处理钢筋时，利用轧制余热，在轧钢作业线上直接进行热处理。其基本原理是钢筋从轧机的成品机架轧出后，经冷却装置进行快速表面淬火，然后利用钢筋芯部热量由里向外传输进行自回火，并在冷床空冷至室温。该技术能有效地发挥钢材的性能潜力，通过各种工艺参数的控制能改善钢筋的性能，在较大幅度提高钢筋强度的同时，保持较好的塑韧性，完全能保证钢筋的综合性能满足要求。更重要的是余热处理钢筋实现强度等级升级同时，不需要消耗大量微合金化元素的资源，有利于科学发展，是一种有发展前途的钢种。
中国标准GB13014-1991中列出了一种钢筋混凝土用余热处理钢筋，牌号为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。要求屈服强度≥440 MPa。我国出口的英标屈服强度460MPa级钢筋也大多数采用了20MnSi钢余热处理工艺。
也可用Q235类普碳钢来生产余热处理钢筋，中国标准GB/T700-2006中Q235B钢的成分要求是：≤0.20％C，≤0.35％Si，≤1.40％Mn，≤0.045％P，≤0.045％S。但用Q235B钢经过余热处理工艺来生产460MPa级及以上级钢筋时，要求冷却强度大、对冷却装置的技术要求高；轧制速度受到限制、影响生产效率；冷却工艺控制难度大、轧制时易堵钢、成材率低，甚至因不能保证生产稳定顺行而不能实现工业性规模化生产。
发明内容
本发明的目的是设计一种硼微合金化余热处理钢筋用钢，可以进一步降低20MnSi余热处理钢筋的合金含量，节约合金资源，减少生产成本；也可克服Q235类普碳钢余热处理钢筋对冷却装置的技术要求高、冷却工艺控制难度大、生产效率较低的缺点。
为解决上述技术问题，本发明的硼微合金化余热处理钢筋用钢的化学成分配比(按重量百分比)为：0.15-0.25％C、≤0.80％Si、0.45-1.00％Mn、≤0.045％P，≤0.045％S、0.0005-0.006％B，其余为Fe和杂质元素。
本发明的硼微合金化余热处理钢筋用钢在通用炼钢设备上冶炼、连续浇注成钢坯。然后在通用钢筋轧机上进行轧制，轧后余热处理，经冷却装置进行快速表面淬火，然后利用钢筋芯部热量由里向外传输进行自回火。钢筋在冷床上自然冷却、随后剪切、打捆、入库。
本发明生产出的热轧钢筋或其它棒材的显微组织特征是：表面是自回火组织，芯部主要组织是铁素体+珠光体，表面与芯部之间存在有多种混合组织的过渡层。
下面具体说明技术方案的内容：
本发明的碳、硅含量与GB13014-1991中为20MnSi钢的基本相当，磷、硫杂质元素的要求也相当。但锰含量明显降低，可以明显降低生产成本。本发明钢含微量的B。B是我国较富有的一种元素，它的突出作用是微量B就可以成倍增加钢的淬透性。对于余热处理钢筋而言，增加钢的淬透性具有重要的意义，通过相变强化可以使钢筋获得较高的强度。淬透性较高的钢对淬火时冷却强度的要求较低，因而本发明钢可以解决合金含量很低的Q235类普碳钢生产余热处理钢筋时存在的对冷却装置的技术要求高、冷却工艺控制难度大、生产效率较低等问题。
本发明设计的一种硼微合金化余热处理钢筋用钢，可以进一步降低20MnSi余热处理钢筋的锰合金含量，节约合金资源，减少生产成本；也可克服Q235类普碳钢余热处理钢筋对冷却装置的技术要求高、冷却工艺控制难度大、生产效率较低的缺点。
本发明适用于生产≤φ50mm的余热处理钢筋，能降低余热处理钢筋的合金含量，很好地解决用合金含量很低的Q235类普碳钢生产余热处理钢筋时存在的对冷却装置的技术要求高、冷却工艺控制难度大、生产效率较低等问题。用其生产的钢筋的性能指标达到：屈服强度ReL(Rp0.2)≥540MPa，强屈比Rm/ReL(Rp0.2)≥1.15，最大应力下的总伸长率Agt≥7.5％。
具体实施方式
采用本发明生产的钢筋的成分与性能见表1，生产条件为转炉冶炼，连铸成150mm方坯，连续棒材轧机上轧制，轧后余热处理。
表1本发明的成分实施例与性能
注：反弯试验试样应绕弯心进行弯曲，弯曲角度为90°，弯心直径不超过7d(d为公称直径)，试样经人工时效(试样加热到100℃并保温60min)，再反弯至少20°。
可以看出，硼微合金化余热处理钢筋具有较高的强韧性配合，ReL≥540MPa，强屈比Rm/ReL≥1.15，Agt≥7.5％，反弯性能良好，且锰含量小于1.0％，节约合金资源，减少生产成本。
Claims (3)
1.硼微合金化余热处理钢筋用钢，其特征在于，其化学成分配比(按重量百分比)为：0.15-0.23％C、≤0.80％Si、0.45-0.98％Mn、≤0.045％P，≤0.045％S、0.0005-0.006％B，其余为Fe和杂质元素。
2.如权利要求1所述的硼微合金化余热处理钢筋用钢，其特征在于，其化学成分配比(按重量百分比)为：0.20-0.22％C、0.5-0.65％Si、0.60-0.70％Mn、≤0.045％P，≤0.045％S、0.0032-0.005％B，其余为Fe和杂质元素。
3.如权利要求1所述的硼微合金化余热处理钢筋用钢，其特征在于，其显微组织为：表面是自回火组织，芯部主要组织是铁素体+珠光体，表面与芯部之间存在有多种混合组织的过渡层。
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