CN104213018A

CN104213018A - 500e澳标线材及其生产方法

Info

Publication number: CN104213018A
Application number: CN201410420488.3A
Authority: CN
Inventors: 王全利; 白瑞国; 贾元海; 马海峰; 宫彦岭; 张兴利
Original assignee: Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Current assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2014-12-17

Abstract

本发明公开了一种500E澳标线材及其生产方法，其将钢坯经加热、粗轧、精轧、吐丝和冷却工序制备而成；所述钢坯成分的质量百分比为：C0.18～0.22%、Si0.20～0.40%、Mn1.20～1.40%、P≤0.035%、S≤0.035%、V0.10～0.12%、N0.015～0.019%，其余为Fe和不可避免的不纯物。本线材通过优化调整C、Si、Mn元素的含量，并且加入微合金元素V，能降低碳氮化物的析出温度和脆性转变温度，从而有效地提高了线材的强度、韧性和屈服强度，进而得到性能指标符合要求的500E澳标线材。本方法通过控制轧钢的精轧温度、吐丝温度、冷却速度和集卷温度来控制碳氮化物的析出、奥氏体的再结晶及奥氏体的变形状态，得到最终的要求组织，保证轧材的强度指标及性能偏差，获得满足澳标要求的线材产品。

Description

500E澳标线材及其生产方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其是一种500E澳标线材及其生产方法。

背景技术

澳标/新标4671:2001对500E碳当量、屈服强度均有明确的上、下限规定，并且严于相同级别的中国标准要求，碳当量比中国标准低0.06%，屈服强度范围中国标准为150MPa，而澳标仅为100MPa。目前随钒微合金化钢技术的发展，已大量应用于钢筋生产。近年来，研究发现在钢中，增加氮含量，可以显著提高钒的碳氮化物的析出温度，这样可以大大提高产品的强度指标，并在钢筋生产上得到应用；例如：中国专利201110000979.9公开的富氮铌钒微合金化500MPa、550MPa高强度抗震钢筋及冶炼方法中，提出进一步增加在钒、氮的基础上进一步添加铌，生产500MPa、550MPa高强度抗震钢筋；中国专利200910218248.4公开的钒氮高强度抗震钢筋及其生产方法中，提出利用0.055～0.70%V和0.0145～0.0165%N生产HRB500E抗震钢筋。上述专利申请主要还是利用碳氮化物的析出强化作用生产棒材，但是，对于线材由于生产工艺的差异及性能稳定性不同，直接利用上述技术，仍然会导致屈服强度超出澳标标准范围的结果；而减少钒的含量，又会导致强度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种屈服强度和抗拉强度均满足要求的500E澳标线材及其生产方法；本发明还公开了一种500E澳标线材的生产方法，以得到满足澳标要求的500E线材产品。

为解决上述技术问题，本发明采用下述质量百分比成分的钢坯：C 0.18～0.22%、Si 0.20～0.40%、Mn 1.20～1.40%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.10～0.12%、N 0.015～0.019%，其余为Fe和不可避免的不纯物。

本发明方法为：其将钢坯经加热、粗轧、精轧、吐丝和冷却工序制备而成；所述钢坯成分的质量百分比为：C 0.18～0.22%、Si 0.20～0.40%、Mn 1.20～1.40%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.10～0.12%、N 0.015～0.019%，其余为Fe和不可避免的不纯物。

本发明方法所述精轧工序中，精轧开始温度为900～950℃，结束温度为980～1030℃；所述吐丝工序中，吐丝开始温度为880～930℃；所述冷却工序，吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的冷却方式冷却，弱冷区冷却速度控制在4～6℃/s，冷却到500～550℃后集卷、空冷。

本发明方法所述加热工序中，钢坯在均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为40～60分钟，使钢坯达到1080～1150℃后出炉。

本发明方法所述粗轧工序中，粗轧开始温度为1030～1100℃。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在现有的钢的冶炼和轧制生产设备条件下，利用钒微合金化生产500E澳标线材，根据澳标对碳当量的要求，优化调整了C、Si、Mn元素的含量，同时考虑加入微合金元素V对强度指标的影响。C、Mn以间隙固溶体形式和置换形式存在于铁素体晶界上，可增加位错抗力，提高钢材的屈服强度；微合金元素V能与C、N结合成碳氮化物，在低温时起到析出强化作用；V在钢中可控制应变时效，降低钢的脆性转变温度，使强度与韧性更好的配合。因此，本发明通过优化调整C、Si、Mn元素的含量，并且加入微合金元素V，能降低碳氮化物的析出温度和脆性转变温度，从而有效地提高了线材的强度、韧性和屈服强度，进而得到强度和屈服强度符合要求的500E澳标线材。

本发明方法通过控制轧钢的精轧温度、吐丝温度、冷却速度和集卷温度来控制碳氮化物的析出、奥氏体的再结晶及奥氏体的变形状态，得到最终的要求组织，保证轧材的强度指标及性能偏差，获得满足澳标要求的线材产品。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本500E澳标线材是将钢坯经下述工序制备而成：（1）加热工序：钢坯→加热炉加热→高压水除鳞；（2）粗轧工序：除磷后钢坯→粗、中轧、预精轧机组轧制→穿水冷却；（3）精轧工序：轧件→精轧机组轧制→穿水冷却；（4）吐丝工序：轧件→吐丝机吐丝；（5）冷却工序：丝圈→风冷线冷却→集卷、空冷。下述各实施例的钢坯成分含量见表1。

表1：各实施例中钢坯成分含量（wt%）

注：其余为Fe和不可避免的不纯物。

500E澳标线材主要为6.5、8.0、10.0规格，下述实施例中，根据规格不同轧制道次、变形量、轧制速度、轧制时间不同，6.5规格为28个道次，轧制速度为82m/s；8.0规格为26个道次，轧制速度为70m/s；10.0规格为24个道次，轧制速度为45m/s。

实施例1：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为50分钟，使钢坯达到1100℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1050℃；轧件经穿水冷却至910℃，开始精轧，控制精轧结束温度为990℃；经穿水冷却至885℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在4℃/s，控制集卷温度为540℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为545MPa、抗拉强度为681MPa、强屈比1.25、均匀伸长率13.2%。

实施例2：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为55分钟，使钢坯达到1120℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1065℃；轧件经穿水冷却至915℃，开始精轧，控制精轧结束温度为1000℃；经穿水冷却至892℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在5℃/s，控制集卷温度为525℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为562MPa、抗拉强度为742MPa、强屈比1.32、均匀伸长率12.5%。

实施例3：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为45分钟，使钢坯达到1110℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1055℃；轧件经穿水冷却至930℃，开始精轧，控制精轧结束温度为1010℃；经穿水冷却至910℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在4.5℃/s，控制集卷温度为535℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为554MPa、抗拉强度为709MPa、强屈比1.28、均匀伸长率12.3%。

实施例4：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为55分钟，使钢坯达到1130℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1075℃；轧件经穿水冷却至935℃，开始精轧，控制精轧结束温度为1013℃；经穿水冷却至890℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在5.5℃/s，控制集卷温度为515℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为572MPa、抗拉强度为704MPa、强屈比1.23、均匀伸长率11.9%。

实施例5：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为50分钟，使钢坯达到1110℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1060℃；轧件经穿水冷却至945℃，开始精轧，控制精轧结束温度为1028℃；经穿水冷却至920℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在6℃/s，控制集卷温度为510℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为584MPa、抗拉强度为742MPa、强屈比1.27、均匀伸长率11.5%。

实施例6：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为60分钟，使钢坯达到1150℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1100℃；轧件经穿水冷却至925℃，开始精轧，控制精轧结束温度为980℃；经穿水冷却至930℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在5℃/s，控制集卷温度为550℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为558MPa、抗拉强度为725MPa、强屈比1.30、均匀伸长率12.7%。

实施例7：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为40分钟，使钢坯达到1080℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1030℃；轧件经穿水冷却至950℃，开始精轧，控制精轧结束温度为1020℃；经穿水冷却900℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在4.8℃/s，控制集卷温度为520℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为548MPa、抗拉强度为663MPa、强屈比1.21、均匀伸长率13.5%。

实施例8：本500E澳标线材采用下述具体工艺制备而成。

将钢坯放入均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，在均热段的保温时间为50分钟，使钢坯达到1115℃的加热温度，出炉；加热的钢坯经高压水除鳞后进行粗、中、预精轧轧制，粗轧开始温度为1040℃；轧件经穿水冷却至900℃，开始精轧，控制精轧结束温度为1030℃；经穿水冷却880℃吐丝；吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的方式，弱冷区冷却速度控制在5.2℃/s，控制集卷温度为500℃集卷，集卷后空冷，即获得性能指标均匀的500E澳标线材，屈服强度为567MPa、抗拉强度为748MPa、强屈比1.32、均匀伸长率11.8%。

Claims

1.一种500E澳标线材，其特征在于，其采用下述质量百分比成分的钢坯：C 0.18～0.22%、Si 0.20～0.40%、Mn 1.20～1.40%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.10～0.12%、N 0.015～0.019%，其余为Fe和不可避免的不纯物。

2.一种500E澳标线材的生产方法，其特征在于：其将钢坯经加热、粗轧、精轧、吐丝和冷却工序制备而成；所述钢坯成分的质量百分比为：C 0.18～0.22%、Si 0.20～0.40%、Mn 1.20～1.40%、P≤0.035%、S≤0.035%、V 0.10～0.12%、N 0.015～0.019%，其余为Fe和不可避免的不纯物。

3.根据权利要求2所述的500E澳标线材的生产方法，其特征在于：所述精轧工序中，精轧开始温度为900～950℃，结束温度为980～1030℃；所述吐丝工序中，吐丝开始温度为880～930℃；所述冷却工序，吐丝后采用前端弱冷、后端空冷的冷却方式冷却，弱冷区冷却速度控制在4～6℃/s，冷却到500～550℃后集卷、空冷。

4.根据权利要求2所述的500E澳标线材的生产方法，其特征在于：所述加热工序中，钢坯在均热段炉温为1100～1180℃的加热炉中加热，使钢坯达到1080～1150℃后出炉。

5.根据权利要求2、3或4所述的500E澳标线材的生产方法，其特征在于：所述粗轧工序中，粗轧开始温度为1030～1100℃。