CN102864374A - 一种低屈强比贝氏体组织高强度建筑用箍筋及生产工艺 - Google Patents

一种低屈强比贝氏体组织高强度建筑用箍筋及生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低屈强比贝氏体组织高强度建筑用箍筋及生产工艺。该箍筋能够显著提高建筑物抗震性能。在高烈度地震级别情况下能够延迟建筑物倒塌时间，或者保持建筑物不倒，给生命以逃生机会。箍筋生产以铁素体加珠光体组织热轧钢筋为原料，化学成分含量为：C：0.15-0.30％、Si：≤1.5％、Mn：0.5-1.5％、P、S：≤0.025％，其余为铁及杂质成分，根据使用需要适量加入V、B其中一种。原料经过等温处理得到成品。热处理时将温度加热到850℃以上，水冷至350-400℃等温处理。一分钟之内完成热处理过程，成品为铁素体加贝氏体组织双相钢。成品箍筋强度级别为800-1100MPa，屈强比为0.8-0.85左右，A≥12％，Agt≥3.5％，弯曲180度后弯曲处无裂纹，成品直径5-12mm。

Description

一种低屈强比贝氏体组织高强度建筑用箍筋及生产工艺
技术领域：
本发明涉及一种低屈强比贝氏体组织高强度建筑用箍筋及生产工艺。 
背景技术：
建筑领域箍筋的用量占相当大的比例。我国箍筋目前使用的是235-400MPa级别热轧钢筋，尽管屈强比为0.6-0.7，但是强度级别较低，在地震发生过程中箍筋易被拉断，混凝土破碎，使柱体倒塌，建筑物中无逃生机会。由于强度级别低，在建筑施工中箍筋使用量大，甚至由于箍筋用量过大而导致混凝土浇注困难，给建筑施工带来麻烦。 
日本虽然在使用1200MPa以上强度箍筋，但该强度钢筋屈强比为0.95以上，地震时外力增大，易产生断裂，仍无逃生机会。 
为了保证建筑物的抗震性能，建筑用钢不仅仅要求高强度，高韧性，同时屈强比也是一个强制指标。屈强比高意味着材料的抗变形能力较强，就容易产生局部应力集中和局部大变形，结构只能吸收较少的能量；屈强比低意味着材料的塑性较好即材料屈服强度低而抗拉强度高，在发生地震时钢结构产生的应力梯度使构件能在很宽的范围内产生塑性变形，吸收较多的地震能，因此，低屈强比在提高建筑结构地震时吸收能量上是个必要的条件。随着我国高层建筑的增多，对钢筋低屈强比也提出了要求。 
为解决这一难题我们研发一种低屈强比贝氏体超高强建筑用箍筋。该箍筋用在建筑上使箍筋屈服强度提高到800--1100MPa，该箍筋比现用箍筋强度提高 了大约3倍，屈强比为0.8-0.85。比通常箍筋在使用量上可减少1/4以上。可以显著提高抗震性能。 
抗拉强度与断后伸长率之积RmA越大抗震性能往往越好。 
例如： 
400MPa X 24％＝96J/cm3(我国目前使用箍筋) 
1416MPa X 8％＝113J/cm3(日本使用箍筋) 
1313MPa X 16.5％＝216J/cm3(我们研发的箍筋产品) 
可以看出我们研发的产品抗震性能优于我国目前使用箍筋和日本使用箍筋的抗震性能。 
在建筑上既提高了抗震性能又节约了钢筋用量，同时为社会节能环保减少碳排放做出贡献。 
发明内容
本发明目的是提供一种低屈强比贝氏体超高强度箍筋及其生产工艺，其产品屈服强度在800-1100MPa，屈强比为0.8-0.85左右，断后伸长率A≥12％，最大力下总延伸率Agt≥3.5％。以提高建筑物抗震性能。成品直径5-12mm，成盘供货，长度可根据需要截取。 
为实现这一目的，本发明提供如下方案： 
以热轧铁素体加珠光体组织盘圆钢筋为原料，化学成分含量为：C：0.15-0.30％、Si：≤1.5％、Mn：0.5-1.5％、P、S：≤0.025％，其余为铁及杂质成分，可根据使用需要适量加入V、B其中一种。 
光圆原料经过连续拉拔加工成所需要的螺旋肋，螺旋槽，刻痕等形状或直接光圆形式，或者保持月牙肋形状，盘圆之间经焊接连接，经等温处理得到成品，成品剔除焊接接头。 
热处理温度在850℃以上，3-5秒内快速冷至350-400℃保温40秒，得到铁素体加贝氏体组织成品双相钢。 
整个热处理过程是连续的并在一分钟之内完成。成品箍筋强度级别为800-1100MPa，该强度为屈服强度，屈强比为0.8-0.85左右。 
工艺过程为：热轧盘条-放线-除鳞-拉拔成型-矫直-牵引-加热-冷却-保温-冷却-剪切-收卷。 
与现有技术相比，本发明的益处在于： 
等温热处理得到铁素体和贝氏体组织。该热处理时间短，生产工艺能耗低，得到低屈强比成品，提高抗震性能。成品强度高，在建筑施工中可以节省钢筋材料1/4以上。 
该箍筋弯曲性能良好，弯曲180度后弯曲处无裂纹(弯曲半径R为公称直径的3倍)，保证了箍筋使用中的弯曲性能要求。碳当量5.0％以下，保证有良好焊接性能。 
具体实施方式：
实例1 
一种铁素体加珠光体ф8热轧月牙肋盘圆，化学成分为：C：0.21％，Si：0.55％，Mn：1.15％，P：0.020％，S：0.015％其余为Fe和杂质。该盘圆经过放线-除鳞-矫直-牵引-加热到960℃-经3秒水冷至350℃-保温40秒-冷至室温-剪切-收卷，得到成品钢筋。 
该钢筋屈服强度956MPa，抗拉强度1180MPa，屈强比0.81，断后伸长率A：18％，最大力下总延伸率Agt：5.6％，弯曲180度后弯曲处无裂纹(弯曲半径R为公称直径的3倍)，得到铁素体加贝氏体组织(附图1)。 
实例2 
一种铁素体加珠光体ф5.5热轧光面盘圆，化学成分为：C：0.30％，Si：0.68％，Mn：1.23％，P：0.020％，S：0.018％其余为Fe和杂质。该盘圆经过放线-除鳞-拉拔后制成螺旋槽型-矫直-牵引-加热到1050℃-经3秒水冷至400℃-保温40秒-冷至室温-剪切-收卷，得到成品钢筋。 
该钢筋屈服强度1116MPa，抗拉强度1313MPa，屈强比0.85，断后伸长率A：16.5％，最大力下总延伸率Agt：5.0％，弯曲180度后弯曲处无裂纹(弯曲半径R为公称直径的3倍)，得到铁素体加贝氏体组织(附图2)。
附图说明：图1是
Figure DEST_PATH_GSB00000954823000041
钢筋显微组织图 
图2是
Figure DEST_PATH_GSB00000954823000042
钢筋显微组织图。 

Claims (6)

1.一种建筑用低屈强比贝氏体组织高强度箍筋及生产工艺，其特征在于：用铁素体加珠光体组织热轧钢筋为原料经加工，等温热处理后形成铁素体加贝氏体组织双相钢。成品箍筋强度级别为800-1100MPa，屈强比为0.8-0.85左右。断后伸长率A≥12％，最大力总延伸率Agt≥3.5％，成品直径5-12mm。
2.根据权利要求1所述热轧钢筋原料其特征为：化学成分含量为：碳：0.25-0.40％、硅：≤1.5％、锰：0.5-1.5％、磷、硫：≤0.025％，其余为铁及杂质成分，可根据使用需要适量加入钒、硼其中一种；原料组织为铁素体加珠光体组织；直径5.5-14mm；外形为光圆或月牙肋。
3.根据权利要求1所述加工，其特征为：将光圆原料经过拉拔，制成形状为螺旋肋，刻痕，螺旋槽等；成品为光圆和月牙肋不用加工处理，保持外形不变。
4.根据权利要求1所述热处理工艺，其特征为：等温热处理。将加工处理后钢筋加热到850℃以上，3--5秒内快速冷至350-400℃保温40秒，得到铁素体加贝氏体组织双相钢。
5.根据权利要求4所述等温热处理工艺，其特征为：加热装置采用中频超音频感应加热炉快速加热。
6.根据权利要求4所述等温热处理工艺，其特征为：钢筋在加热至850℃以上，至350-400℃保温结束，整个等温热处理过程在一分钟之内完成。
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