CN104388840A - 一种hrb400e高强度抗震钢筋及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种HRB400E高强度抗震钢筋及其生产方法，一种HRB400E高强度抗震钢筋，由以下组分组成：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％。采用一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法生产的HRB400E高强度抗震钢筋，组织性能良好，合金成本大大降低。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工与成型技术领域，涉及一种HRB400E高强度抗震钢筋，还涉及一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法。
背景技术
近年来，随着钢铁形势的进一步严峻，“降本增效，控亏扭亏、提质降耗，转型升级”等思路已成为各钢铁企业应对钢铁寒冬的主要指导思想。目前，行业上生产HRB400E高强度抗震钢筋多采用微合金化、热轧工艺，该工艺生产的钢材合金成本较高，不利于企业实现降本增效。
发明内容
本发明的目的是提供一种HRB400E高强度抗震钢筋，该高强度抗震钢筋合金成本低；
本发明的另一个目的是提供一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，用该方法制得的高强度抗震钢筋合金成本低。
本发明所采用的技术方案是，一种HRB400E高强度抗震钢筋，按照重量百分比，由以下组分组成：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于，
其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，由以下组分组成：N：14～18％，C≤6％，其余为V，控制杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％。
本发明所采用的另一技术方案是，一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％；
其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，称取下列组分：N：14～18％，C≤6％，其余为V，控制杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，以步骤1中称取的C、Si、Mn、V、S、P和Fe融化为钢水铸造钢坯；
步骤3，将铸造后的钢坯送入均热段炉内进行加热；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到精轧钢件；
步骤5，将精轧钢件进行强穿水冷却，穿水后钢件进行自然回复，得到回复后钢件；
步骤6，将回复后钢件进行自然冷却至室温，即得低成本HRB400E抗震钢筋。
本发明的特点还在于，
步骤3钢坯加热过程中，加热温度为1080～1160℃，加热时间为60～80min。
步骤4中，粗轧、中轧和精轧，轧件出精轧速度为10～13.5m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制4～6道次。
步骤5中，穿水量为100～120m3/H，穿水压力为1.20～1.80MPa，钢件表层冷却速度大于300℃/s，穿水冷却后钢件表面温度低于250℃，回复最高温度为560～650℃。
本发明的有益效果是，一种HRB400E高强度抗震钢筋及其生产方法，提供了利用微合金化、细晶轧制与控冷技术相结合的工艺生产HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，该方法生产的HRB400E抗震钢筋，组织性能良好，合金成本大大降低。有利于HRB400E高强度抗震钢筋的生产和推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种HRB400E高强度抗震钢筋，按照重量百分比，由以下组分组成：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％。
其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，由以下组分组成：N：14～18％，C≤6％，其余为V，控制杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％。
一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％；
其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，称取下列组分：N：14～18％，C≤6％，其余为V，控制杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，以步骤1中称取的C、Si、Mn、V、S、P和Fe融化为钢水铸造钢坯；
步骤3，将铸造后的钢坯送入均热段炉内进行加热，加热温度为1080～1160℃，加热时间为60～80min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到精轧钢件，粗轧、中轧和精轧，轧件出精轧速度为10～13.5m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制4～6道次；
步骤5，将精轧钢件进行强穿水冷却，穿水量为100～120m3/H，穿水压力为1.20～1.80MPa，钢件表层冷却速度大于300℃/s，穿水冷却后钢件表面温度低于250℃，穿水后钢件进行自然回复，得到回复后钢件，回复最高温度为560～650℃；
步骤6，将回复后钢件进行自然冷却至室温，即得低成本HRB400E抗震钢筋。
其中，步骤5中钢件表层冷却速度大于300℃/s，是为了使钢材轧后快速冷却，以便获得细小的组织；冷却后钢筋心部温度较高，表层温度很低，钢筋进行“回火”，钢筋表层温度又回复到560-650℃，且钢筋心部与表层温度基本一致，钢筋心部进行等温转变，以获得片层间距较小的珠光体组织，该组织有利于钢材性能提高。
步骤6中低成本HRB400E高强度抗震钢筋的组织有三种：一种为细小的珠光体+铁素体组织，该组织占绝大多数，主要分布在钢筋心部；另一种为马氏体组织，分布在钢筋表层，很薄一层；还有一种为回火贝氏体组织，分布在表层的马氏体组织与心部的珠光体+铁素体组织的过渡区域，量极少。
一种HRB400E高强度抗震钢筋及其生产方法，提供了利用微合金化、细晶轧制与控冷技术相结合的工艺生产HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，该方法生产的HRB400E高强度抗震钢筋，组织性能良好，合金成本大大降低。有利于HRB400E高强度抗震钢筋的生产和推广应用。
实施例1
制备Φ12mmHRB400E高强度抗震钢筋，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.20％，Si：0.30％，Mn：0.80％，V：0.015％，S：0.045％，P：0.020％，其余为Fe，各组分的重量百分比之和为100％；其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，称取下列组分：N：14％，C：6％，其余为V，控制杂质含量：P：0.06％、S：0.1％，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，以步骤1中称取的C、Si、Mn、V、S、P和Fe融化为钢水铸造钢坯；
步骤3，将铸造后的钢坯送入均热段炉内进行加热，加热温度为1080℃，加热时间为80min。
步骤4，将加热后的钢坯进行粗轧、中轧和精轧，得到精轧钢筋，粗轧、中轧、精轧各轧制6道次，轧件出精轧速度为10m/s。
步骤5，将精轧钢筋进行强穿水冷却，穿水量为100m m3/H，穿水压力为1.2MPa，钢筋表层冷却速度为380℃/s，穿水冷却后钢筋表面温度为248℃，穿水后钢筋进行自然回复，得到回复后钢筋，回复最高温度为600℃。
步骤6，将回复后钢筋进行自然冷却至室温，即得低成本HRB400E抗震钢筋。
经测试，实施例1制备的钢筋参数见表1，钢材以下力学性能均合格。
表1
实施例2
制备Φ20mmHRB400E高强度抗震钢筋，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.23％，Si：0.35％，Mn：1.00％，V：0.010％，其余为Fe，控制杂质含量：S：0.032％，P：0.045％，各组分的重量百分比之和为100％；其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，称取下列组分：N：16％，C：6％，其余为V，控制杂质含量：P：0.06％、S：0.1％，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，以步骤1中称取的C、Si、Mn、V、S、P和Fe融化为钢水铸造钢坯；
步骤3，将铸造后的钢坯送入均热段炉内进行加热，加热温度为1125℃，加热时间为72min；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到精轧钢件，粗轧、中轧和精轧，轧件出精轧速度为12m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制6道次；
步骤5，将精轧钢件进行强穿水冷却，穿水量为112m3/H，穿水压力为1.5MPa，钢件表层冷却速度为362℃/s，穿水冷却后钢件表面温度为232℃，穿水后钢件进行自然回复，得到回复后钢件，回复最高温度为650℃；
步骤6，将回复后钢件进行自然冷却至室温，即得低成本HRB400E抗震钢筋。
经测试，实施例2制备的钢筋参数见表2，钢材以下力学性能均合格。
表2
实施例3
制备Φ25mmHRB400E高强度抗震钢筋，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.25％，Si：0.40％，Mn：0.9％，V：0.012％，S：0.038％，P：0.044％，其余为Fe，各组分的重量百分比之和为100％；其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，称取下列组分：N：18％，C：5％，其余为V，控制杂质含量：P：0.03％、S：0.1％，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，以步骤1中称取的C、Si、Mn、V、S、P和Fe融化为钢水铸造钢坯；
步骤3，将铸造后的钢坯送入均热段炉内进行加热，加热温度为1160℃，加热时间为60min；
步骤4，将加热后的钢坯进行粗轧、中轧和精轧，得到精轧钢筋，粗轧、中轧各轧制6道次，精轧轧制4道次，轧件出精轧速度为13.5m/s。
步骤5，将精轧钢筋进行强穿水冷却，穿水量为120m3/H，穿水压力为1.80MPa，钢筋表层冷却速度为310℃/s，穿水冷却后钢筋表面温度为235℃，穿水后钢筋进行自然回复，得到回复后钢筋，回复最高温度为560℃；
步骤6，将回复后钢筋进行自然冷却至室温，即得低成本HRB400E抗震钢筋。
经测试，实施例3制备的钢筋参数见表3，钢材以下力学性能均合格。
表3
Claims (6)
1.一种HRB400E高强度抗震钢筋，其特征在于，HRB400E高强度抗震钢筋，按照重量百分比，由以下组分组成：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种HRB400E高强度抗震钢筋，其特征在于，所述V：0.010～0.015％是通过添加VN16合金，其中VN16合金按照重量百分比，由以下组分组成：N：14～18％，C≤6％，其余为V，控制杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％。
3.一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照重量百分比，称取下列组分：C：0.20～0.25％，Si：0.30～0.40％，Mn：0.80～1.00％，V：0.010～0.015％，其余为Fe，控制杂质含量：S≤0.045％，P≤0.045％，各组分的重量百分比之和为100％；
其中V是通过VN16合金添加，VN16合金按照重量百分比，称取下列组分：N：14～18％，C≤6％，其余为V，控制杂质含量：P≤0.06％，S≤0.10％，各组分的重量百分比之和为100％；
步骤2，以步骤1中称取的C、Si、Mn、V、S、P和Fe融化为钢水铸造钢坯；
步骤3，将铸造后的钢坯送入均热段炉内进行加热；
步骤4，将加热后的钢坯依次进行粗轧、中轧和精轧，得到精轧钢件；
步骤5，将精轧钢件进行强穿水冷却，穿水后钢件进行自然回复，得到回复后钢件；
步骤6，将回复后钢件进行自然冷却至室温，即得低成本HRB400E抗震钢筋。
4.根据权利要求3所述的一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤3钢坯加热过程中，加热温度为1080～1160℃，加热时间为60～80min。
5.根据权利要求3所述的一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤4中，粗轧、中轧和精轧，轧件出精轧速度均为10～13.5m/s，粗轧和中轧均轧制6道次，精轧轧制4～6道次。
6.根据权利要求3所述的一种HRB400E高强度抗震钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤5中，穿水量为100～120m3/H，穿水压力为1.20～1.80MPa，钢件表层冷却速度大于300℃/s，穿水冷却后钢件表面温度低于250℃，回复最高温度为560～650℃。
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