CN110669995B - 一种热轧超低温钢筋及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及钢材领域，具体而言，涉及一种热轧超低温钢筋及其制备方法。热轧超低温钢筋以质量分数计包括：C0.05％～0.10％、Mn1.30％～1.60％、Si0.20％～0.35％、P≤0.015％、S≤0.010％、Ni1.00％～1.40％、V0.035％～0.07％、Cu0.08％～0.25％、Al0.015％～0.040％、N0.0070％～0.011％、余量的Fe。该热轧超低温钢筋性能优良，可满足液化天然气储罐超低温环境下的使用要求。

Description

一种热轧超低温钢筋及其制备方法
技术领域
本申请涉及钢材领域，具体而言，涉及一种热轧超低温钢筋及其制备方法。
背景技术
液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)是由天然气经净化处理，再经－162℃超低温液化形成。我国LNG产业已经形成了从液化、运输、接收站到终端利用的全产业链，正处于快速发展阶段。LNG储罐是一种高承台预应力混凝土筒体结构，其最大特点是低温深冷。储罐一般由内外两个罐体组成，内罐采用低温钢板焊接而成，外罐为一个复合的多层混凝土结构，外罐罐壁和内罐下环梁混凝土结构须用耐-165℃的超低温钢筋。超低温钢筋主要要求有较高的强度以及低温下具有良好的韧性和抗缺口敏感性。
本申请旨在提供一种超低温下具有良好力学性能的钢材。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种热轧超低温钢筋及其制备方法，其旨在进一步提高超低温时钢材的力学性能。
本申请第一方面提供一种热轧超低温钢筋，热轧超低温钢筋以质量百分比计包括以下的成分：
C0.05％～0.10％、Mn1.30％～1.60％、Si0.20％～0.35％、P≤0.015％、S≤0.010％、Ni1.00％～1.40％、V0.035％～0.07％、Cu0.08％～0.25％、Al0.015％～0.040％、N0.0070％～0.011％、余量的Fe和不可避免的杂质；
所述热轧超低温钢筋的基体组织为贝氏体、形变铁素体及少量的珠光体，其中贝氏体占比为70％～85％、形变铁素体占比为12～28％、珠光体占比为1～3％。
本申请提供的热轧超低温钢筋的无切口试样在-165℃低温拉伸性能：屈服强度(RP0.2)＞580MPa，最大力总伸长率≥4.0％；切口试样在-165℃低温拉伸性能：最大力总伸长率≥1.0％，切口敏感系数≥1.0。
能够满足超低温钢筋的性能指标。
在本申请第一方面的一些实施例中，热轧超低温钢筋以质量百分比计包括以下的成分：
C0.05％～0.09％、Mn1.45％～1.60％、Si0.20％～0.35％、P≤0.012％、S≤0.005％、Ni1.10％～1.35％、V0.035％～0.06％、Cu0.10％～0.20％、Al0.020％～0.040％、N0.0080％～0.011％、余量的Fe和不可避免的杂质。
在本申请第一方面的一些实施例中，热轧超低温钢筋的无切口试样在-165℃的条件下满足：屈服强度＞580MPa，最大力总伸长率≥4.0％。
在本申请第一方面的一些实施例中，热轧超低温钢筋的切口试样在-165℃的条件下满足：最大力总伸长率≥1.0％，切口敏感系数≥1.0。
在本申请第一方面的一些实施例中，热轧超低温钢筋在常温下满足：屈服强度为520～605MPa；抗拉强度为690～785MPa；强屈比1.25～1.40；断裂伸长率为17％～22％；最大力总伸长率8.5％～12.5％。
本申请第二方面提供一种本申请第一方面提供的热轧超低温钢筋的制备方法，采用RH真空处理控制热轧超低温钢筋中氮的含量；其中，RH真空处理采用氮气循环。
采用RH真空处理环流气体为氮气以增加钢中N含量至0.0070％～0.011％。
在本申请第二方面的一些实施例中，RH真空处理过程中，氮气压力为1.2～1.4MPa，氮气流量为50～60Nm3/h，前期在真空度≤0.067KPa的条件下环流8～10min，然后在真空度4～6KPa的条件下环流10～12min，钢水真空处理后喂钙铁丝Ca处理，喂线后软吹时间≥15min。
采用该方法生产的铸坯无内部裂纹缺陷，钢水经RH真空处理，钢中氢≤2ppm，钢中夹杂物少，纯净度高。
在本申请第二方面的一些实施例中，热轧轧制过程工艺参数为：钢坯加热温度为1100～1250℃，钢坯在均热段保温时间35～45min，开轧温度为1000～1080℃，终轧温度为950～1100℃，上冷床温度为500～650℃。
在本申请第二方面的一些实施例中，上冷床温度为560～610℃。
钢坯在均热段保温时间为35～40min，可以保证Ni元素溶入奥氏体并使之均匀化，从而充分发挥Ni的作用。
在本申请第二方面的一些实施例中，转炉冶炼过程中，控制转炉终点碳的质量百分含量为0.04％～0.06％。
本申请实施例提供的热轧超低温钢筋及其制备方法至少具有以下有益效果：
本申请提供的热轧超低温钢筋的无切口试样在-165℃低温拉伸性能：屈服强度(RP0.2)＞580MPa，最大力总伸长率≥4.0％；切口试样在-165℃低温拉伸性能：最大力总伸长率≥1.0％，切口敏感系数≥1.0。能够满足超低温钢筋的性能指标。
制备上述热轧超低温钢筋的方法中，RH真空处理环流气体为氮气以增加钢中N含量至0.0070％～0.011％。便于对钢中N的含量进行控制。RH真空处理过程减小钢中氢的含量至钢中[H]≤2ppm，同时降低钢中夹杂物，使铸坯无内部裂纹缺陷。轧制过程保证Ni元素溶入奥氏体并使之均匀化，从而充分发挥Ni的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1热轧超低温钢筋边部组织处的金相组织图；
图2为本申请实施例1热轧超低温钢筋四分之一处的金相组织图；
图3为本申请实施例1热轧超低温钢筋心部组织处的金相组织图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例的热轧超低温钢筋及其制备方法进行具体说明。
热轧超低温钢筋以质量百分比计包括以下的成分：
C0.05％～0.10％、Mn1.30％～1.60％、Si0.20％～0.35％、P≤0.015％、S≤0.010％、Ni1.00％～1.40％、V0.035％～0.07％、Cu0.08％～0.25％、Al0.015％～0.040％、N0.0070％～0.011％、余量的Fe和不可避免的杂质。
热轧超低温钢筋的基体组织为贝氏体、形变铁素体及少量的珠光体，其中贝氏体占比为70％～85％、形变铁素体占比为12～28％、珠光体占比为1～3％。
C(碳)是提高钢强度最有效的元素，但C元素会降低钢的塑性、韧性和可焊性，因此C含量低有利于改善焊接性能、提高塑性和韧性。在本申请中，C的质量百分比0.05％～0.10％，可选地C的质量百分比为0.05％～0.09％；例如可以为0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％或者0.010％等。
Mn(锰)是主要的提高钢的强度元素，Mn固溶于铁素体中有利于提高钢的强度，也可提高钢的韧性和降低韧脆转变温度。此外，Mn与S可形成MnS，MnS可以消除或减弱S引起的热脆性，在保证钢碳当量的前提下，可以尽可能增加Mn的含量。在本申请中，Mn的质量百分比1.30％～1.60％，可选地Mn的质量百分比为1.45％～1.60％。例如可以为1.3％、1.4％、1.45％、1.50％、1.55％、1.60％等。
Si(硅)在钢中是一种强化元素，硅含量增加可使钢的硬度和强度增加，但塑性及韧性下降，因此Si不宜太高。在本申请中，Si的质量百分比0.20％～0.35％，可选地Si的质量百分比为0.25％～0.35％。例如可以为0.20％、0.25％、0.30％、0.35％等。
P(磷)易在晶界析出，增加钢的冷脆，大幅降低钢的低温韧性；P越低越好，但脱磷会增加炼钢成本。在本申请中P的质量百分比≤0.015％，可选地，P的质量百分比≤0.012％。例如可以为0.006％、0.008％、0.010％、0.012％、0.013％、0.015％等。
S(硫)易使钢产生热脆，含量越低越好，但脱硫会增加炼钢成本，本申请中，S的质量百分比≤0.010％，可选地，S的质量百分比≤0.005％。例如可以为0.001％、0.003％、0.005％、0.007％、0.009％或者0.010％等。
Ni(镍)是提高钢的低温韧性最有效的元素，Ni能够降低钢的低温脆性转变温度，发明人选择不同Ni含量进行中试对比试验表明，最终发现满足-165℃低温拉伸性能的Ni合适的质量百分含量为0.9％～1.40％，进一步可选地，Ni的质量百分比1.0％～1.35％。例如可以为1.0％、1.05％、1.1％、1.2％、1.3％、1.35％、1.40％等。
V(钒)有利于形成碳氮化合物，且有利于在奥氏体晶界的铁素体中沉淀析出，能够细化铁素体晶粒，也能提高钢的强度和低温韧性。如果V含量偏低则析出强化效果不明显，但V含量过高时析出强化使钢的强度太高而导致韧性变差。在本申请中，V的质量百分含量为0.035％～0.08％，可选地，V的质量百分含量为0.035％～0.06％。例如可以为0.035％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％等。
少量Cu(铜)可提高钢的低温韧性、抗疲劳裂纹扩展能力，但Cu含量高时，析出相大，会直接导致钢的韧性下降；超低温钢筋中加少量的Cu，可减少贵重元素Ni含量，降低成本。在本申请中，Cu的质量百分含量为0.08％～0.25％，可选地，Cu的质量百分含量为0.10％～0.20％。例如可以为0.08％、0.09％、0.10％、0.15％、0.20％、0.23％、0.25％等。
Al(铝)既是脱氧剂也是微合金元素，Al与N会形成AlN质点，AlN质点会细化晶粒，如果Al过低细化作用不明显，但是过高会形成大量Al2O3。在本申请中，Al的质量百分含量为0.015％～0.040％，可选地，Al的质量百分含量为0.020％～0.040％。例如可以为0.015％、0.020％、0.025％、0.030％、0.035％、0.040％等。
N(氮)是含钒微合金钢中十分有效的合金化元素，V的作用主要是通过形成碳氮化合物来影响钢的组织和性能，因此钢中必须要含较高的N含量。在本申请中，根据钢中V含量，N的质量百分含量为0.0070％～0.011％，可选地，N的质量百分含量为0.0080％～0.011％。例如可以为0.0070％、0.0080％、0.0090％、0.0100％或者0.0110％等。
在本申请中，热轧超低温钢筋的基体组织为贝氏体、形变铁素体及少量的珠光体，其中贝氏体占比为70％～85％、形变铁素体占比为12～28％、珠光体占比为1～3％。热轧超低温钢筋的组织结构以贝氏体和形变铁素体为主，使超低温钢筋性能更稳定。
超低温钢筋主要要求有较高的强度以及低温下具有良好的韧性和抗缺口敏感性，性能指标要求为：
(1)常温力学性能：屈服强度(ReL或Rp0.2)≥500MPa、强屈比≥1.1、断裂伸长率(A)≥15％、最大力总伸长率(Agt)≥6％。
(2)-165℃超低温力学性能：无缺口试样屈服强度(ReL或Rp0.2)≥575MPa、Agt≥4％，带缺口试样Agt≥1％，缺口敏感指数(NSR)≥1(NSR＝切口试样的Rm/无缺口试样的ReL或Rp0.2)。
本申请提供的热轧超低温钢筋在室温下(10～35℃)屈服强度为520～605MPa；抗拉强度为690～785MPa；强屈比1.25～1.40；断裂伸长率为17％～22％；最大力总伸长率8.5％～12.5％。
本申请提供的热轧超低温钢筋的无切口试样在-165℃低温拉伸性能：屈服强度(Rp0.2)700～860MPa，最大力总伸长率4.0％～9.0％；切口试样在-165℃低温拉伸性能：最大力总伸长率≥1.0％～4.0％，切口敏感系数≥1.01～1.15。
本申请提供的热轧超低温钢筋不含有Mo(钼)，Mo主要是提高淬透性和热强性能，其显著特点是在高温时保持钢足够的强度和抗蠕变能力。但是中试试验表明，钢中添加0.15～0.30％的Mo，钢筋的强度显著提高，但在－165℃低温下塑性性能最大力总伸长率没有差别，且Mo属贵重元素，会增加成本，基于此，本申请的热轧超低温钢筋不加Mo。
Cr或B可以提高钢的淬透性。中试试验表明，钢中添加0.0015～0.0030％的B，钢筋出现性能不稳定和－165℃最大力总伸长率低小于1.0％的情况。且本申请提供的热轧超低温钢筋中Ni和Mn均能显著提高钢的淬透性，Ni和Mn可满足钢在轧制过程对淬透性的要求。因此，本申请不加Cr或B。
Nb(铌)与其他元素微合金化可以细化钢晶粒，提高钢的强度和塑韧性。钢中加铌形成碳氮化合物，在轧钢加热过程部分或全部固溶，起到阻止奥氏体晶粒粗化的作用，在轧制过程抑制再结晶及再结晶后晶粒长大，轧后细化晶粒，提高钢的强度，降低钢的脆性转变温度。但是加铌钢坯容易产生中心、中间或角部裂纹，影响钢的内在质量，且铌铁价格贵，本申请不加Nb。
Ti(钛)与其他元素微合金化可以细化钢晶粒，提高钢的强度和塑韧性。但是钛在高温钢水中非常活泼、易氧化形成TiO2，导致钢水可浇性差，且钢中Ti易形成TiN大颗粒夹杂，导致钢的塑性变差，因此本申请不添加Ti。
在本申请中，通过上述各个比例下多个元素配比的相互辅佐，增加-165℃低温下屈服强度，增加热轧超低温钢筋的韧性和抗缺口敏感性。
本申请提供的热轧超低温钢筋在超低温(-165℃)下：无切口试样的屈服强度(RP0.2)＞580MPa，最大力总伸长率≥4.0％，切口试样最大力总伸长率≥1.0％，切口敏感系数≥1.0。具有较好的力学性能。
本申请还提供一种上述热轧超低温钢筋的制备方法，采用RH真空处理控制热轧超低温钢筋中氮的含量；其中，RH真空处理采用氮气循环。
根据钢液中氮溶解度与环境氮气压力平衡原理，环境氮气压力低，钢液中氮平衡溶解度低，反之，氮平衡溶解度高，当环境氮气压力0.1KPa时，根据Sivert定律计算得到钢液中N平衡溶解度为14ppm，受动力学条件影响，实际钢中N含量为14～30ppm。当环境氮气压力4～6KPa时，钢液中N平衡溶解度为89～110ppm，受动力学条件影响，实际钢中N含量为80～120ppm。根据上述原理，在RH真空处理过程采用氮气环流向钢液中吹入氮气，实现钢液低成本增氮，保证钢中N在控制范围。
在本申请中，采用RH真空处理环流气体为氮气以增加钢中N含量至0.0070％～0.011％。
进一步地，RH真空处理过程中，环境氮气压力为1.2～1.4MPa，氮气流量为50～60Nm3/h，使最终得到的热轧超低温钢筋的N含量在0.0070％～0.011％范围内。
进一步地，在本实施例中，RH真空处理过程中，前期在真空度≤0.067KPa的条件下环流8～10min，主要目的在于脱出氢以及去除杂质；然后在真空度4～6KPa的条件下环流10～12min，主要目的在于增加氮。钢水真空处理后喂钙铁丝Ca处理，喂线后软吹≥15min。
采用该方法生产的铸坯无内部裂纹缺陷，钢水经RH真空处理，钢中氢≤2ppm，钢中夹杂物少，纯净度高。
在本申请的一些实施例中，采用热轧工艺进行轧制，轧制过程工艺参数为：钢坯加热温度为1100～1250℃，钢坯在均热段保温时间35～45min，开轧温度为1000～1080℃，终轧温度为950～1100℃，上冷床温度为500～650℃。进一步地，上冷床温度为560～610℃。
钢坯在均热段保温时间为35～40min。钢坯加热奥氏体化过程还包括合金元素均匀化的过程，超低温钢筋合金元素Ni含量高，扩散速度慢，即使在1100℃的高温下，也只有碳扩散速度的万分之几或干分之几，因此，钢坯在均热段保温时间为35～40min，可以保证Ni元素溶入奥氏体并使之均匀化，从而充分发挥Ni的作用。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
在本申请中，实施例1-3采用工业化生产，本申请的实施例4-8和对比例1-5采用中试生产，实施例1-8和对比例1-5制备的钢筋直径均在12-25mm范围内。
实施例1-8
实施例1-8均提供一种热轧超低温钢筋，其化学成分见表1。
图1-图3为本申请实施例1热轧超低温钢筋的金相组织图。钢的组织为贝氏体+变形铁素体+少量珠光体。图1为本申请实施例1热轧超低温钢筋边部组织处的金相组织图；图2为本申请实施例1热轧超低温钢筋四分之一处的金相组织图；图3为本申请实施例1热轧超低温钢筋心部组织处的金相组织图。
对比例1-5
对比例1-5均提供一种钢，其化学成分见表1。
其中，对比例1-2与实施例1-6合金成分比较，对比例1-2增加0.20～0.21％的Mo，Ni含量低0.10～0.30％。对比例3-4的合金成分与实施例1-6比较，未添加V，增加0.0017～0.0023％的B。对比例5的合金成分与实施例1-6比较，含量V低0.01～0.04％。
表1各实施例钢的化学成分
Figure BDA0002265592050000101
实施例9
本实施例提供实施例1-3的热轧超低温钢筋的制备方法，包括以下步骤：
130t转炉炼钢，采用双渣法冶炼，终点控制C0.04～0.06％、P≤0.008％、S≤0.010％，转炉出钢过程加入低碳锰铁、钒氮合金、硅铁、铝铁脱氧合金，加石灰500Kg渣洗。
LF炉精炼，加石灰和预熔型合成渣料造渣；喂铝线、加渣面复合脱氧剂脱氧，造白渣，加入镍板合金化，根据钢液成分和钢的化学成分控制目标，加合金微调合金成分，白渣23min后精炼结束。
RH真空处理：采用氮气环流，氮气压力为1.2～1.4MPa，流量为50～60Nm3/h，前期在0.067KPa以下高真度环流8～10min脱氢去夹杂，之后在4～6KPa低真空度环流10～12min增氮，钢水真空处理后喂钙铁丝Ca处理，喂线后软吹≥15min。
连铸：170×170mm断面方坯连铸，采用全程保护浇注，中间包钢水过热度25～40℃，拉速1.9m/min，二次冷却采用弱冷模式，运行结晶器和凝固末端电磁搅拌。
轧制：12mm钢筋采用三切分轧制，钢坯加热时间120～130min，加热温度1150～1180℃，开轧温度1030～1080℃，终轧温度950～1050℃，轧后控制冷却，钢筋上冷却温度580～620℃。20mm规格钢筋轧制采用两切分轧制，钢坯加热时间120～130min，加热温度1190～1220℃，开轧温度1090～1120℃，终轧温度950～1050℃，轧后控制冷却，钢筋上冷却温度590～610℃。25mm规格钢筋采用单线轧制，钢坯加热时间120～130min，加热温度1090～1120℃℃，开轧温度1090～1120℃，终轧温度950～1050℃，轧后控制冷却，钢筋上冷却温度585～605℃。
在本实施例中，钢水经RH真空处理后，在线用定氢仪测得的钢中H含量，及在成品钢筋上取样检测的钢中全氧含量如下表2所示。
表2钢水中气体含量
实施例 1 2 3
H/ppm 1.1 1.3 1.0
T.O/ppm 12.5 12 13
从表2可以看出，RH真空处理后钢中H含量均小于2ppm。
实施例10
本实施例提供实施例4-8的热轧超低温钢筋和对比例1-5的钢的制备方法，包括以下步骤：
采用中试工厂的200kg真空感应炉炼钢设备冶炼、浇注铸锭，铸锭用中试工厂的3吨电液锤锻造成170×170mm的锻制方钢，锻制方钢与大生产的同断面的HRB400连铸方坯焊接在一起，供大生产棒材轧机生产线轧制成带肋钢筋，轧制的钢材在焊缝处切割分开，钢锭和连铸坯轧制成的钢材分别进行收集和标识；取铸锭部分钢材试样检测分析，得到试验工艺与产品性能的相关数据。
冶炼包括装料、熔化、精炼、脱氧合金化、升温操作等过程；真空感应炉冶炼的钢水采用真空浇注，通过一个定制的中间包注入到钢锭模浇注成矩形锭。铸锭脱模后缓冷至室温，冷却后用砂轮机修磨、精整，保证铸锭表面无结疤缺陷。
铸锭用电阻炉加热至1200℃，均热时间不少于60min；铸锭锻造成170mm×170mm断面方钢，锻制方钢横截面对角线长度之差小于7mm，两端锯除50～100mm，两端切斜小于5mm，锻制方钢实际长度400～600mm。
选择170mm×170mm断面HRB400连铸方坯与锻制方钢焊接在一起。焊接前，连铸坯切除与锻制方钢相同长度的一截坯料，锻制方钢和连铸坯焊接面分别用割枪打坡口，坡口角度为5～10度；钢锭和连铸坯放平直，对接好坡口，采用逐层两边对焊的方式进行焊接，用CO2气体保护焊；焊接后需用角磨机打磨焊接处，要求打磨平整。
焊接坯料在棒材连续轧机轧制成直径12、20和25mm规格钢筋，轧制工艺参数：12mm钢筋采用三切分轧制，钢坯加热时间120～130min，加热温度1150～1180℃，开轧温度1030～1080℃，终轧温度950～1050℃，轧后控制冷却，钢筋上冷却温度580～620℃。20mm规格钢筋轧制采用两切分轧制，钢坯加热时间120～130min，加热温度1190～1220℃，开轧温度1090～1120℃，终轧温度950～1050℃，轧后控制冷却，钢筋上冷却温度590～610℃。25mm规格钢筋采用单线轧制，钢坯加热时间120～130min，加热温度1090～1120℃℃，开轧温度1090～1120℃，终轧温度950～1050℃，轧后控制冷却，钢筋上冷却温度585～605℃。
采用GB/T228.1标准方法检测实施例1-8提供的热轧超低温钢筋以及对比例1-5提供的钢的室温力学性能；检测结果如表3所示。
表3室温力学性能
直径/mm R<sub>p0.2</sub>/MPa R<sub>m</sub>/MPa A/％ Agt/％ R<sub>m</sub>/R<sub>p0.2</sub>
实施例1 12 548 712 21.5 11 1.30
实施例2 20 552 702 20.5 12.5 1.25
实施例3 25 568 723 19.5 11 1.27
实施例4 20 585 717 20 8.5 1.23
实施例5 25 582 766 17 9 1.32
实施例6 12 602 782 19.8 9.5 1.30
实施例7 20 535 728 18.2 9.6 1.36
实施例8 25 520 592 19.4 10.4 1.33
对比例1 20 640 773 18 8.5 1.21
对比例2 25 636 772 18.5 9.5 1.21
对比例3 20 553 653 19 6 1.18
对比例4 12 620 795 17.5 4.5 1.15
对比例5 20 505 652 19.0 5.2 1.29
从表3可以看出：对比例1-2与实施例1-8相比：屈服强度高34～120MPa，断裂伸长率和最大力总伸长率塑性性能指标相当。对比例3-4与实施例1-6比较，屈服强度稳定性差，最大力总伸长率下降4～5％。对比例5与实施例1-6比较，屈服强度低15～97MPa，接近要求的下限。
采用EN16420-3标准方法检测－165℃下实施例1-8提供的热轧超低温钢筋以及对比例1-5提供的钢的低温力学性能；检测结果如表4所示。
表4 －165℃下钢的力学性能
Figure BDA0002265592050000141
注：NSR(切口敏感系数)＝缺口试样拉伸强度/无缺口试样Rp0.2。
从表4可以看出：对比例1-2与实施例1-8相比，-165℃下钢筋的强度高80～100MPa，最大力总伸长率性能指标相当。对比例3-4的钢筋强度不稳定，带切口试样最大力总伸长率低1.5～2.0％，出现小于要求(1.0％)的情况。对比例5的带切口试样最大力总伸长率低，小于1.0％，切口敏感系数接近要求(≥1.0)的下限。
采用GB/T10561标准中A法检测实施例1-3提供的热轧超低温钢筋中全氧含量，检测结果如表5所示。
表5实施例1-3的热轧超低温钢筋中的全氧含量
Figure BDA0002265592050000151
从表5可以看出：实施例1-3提供的热轧超低温钢筋气体氧氮气体含量低、夹杂物少，钢的纯净度高。
综上所述，本申请实施例提供的热轧超低温钢筋的常温和-165℃低温性能完全满足LNG储罐混凝土结构钢筋耐-165℃低温使用要求。而在本申请成分的基础上再添加Mo元素生产的钢筋-165℃低温性能与本发明的相当，说明添加Mo对改善钢筋的低温性能效果不显著。采用添加Ni、B、Cu、Al元素的方法生产的钢筋出现性能不稳定和-165℃最大力总伸长率低小于1.0％的情况。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种热轧超低温钢筋，其特征在于，所述热轧超低温钢筋以质量百分比计包括以下的成分：
C0.05％～0.10％、Mn1.30％～1.60％、Si0.20％～0.35％、P≤0.015％、S≤0.010％、Ni1.00％～1.40％、V0.035％～0.07％、Cu0.08％～0.25％、Al0.015％～0.040％、N0.0070％～0.011％、余量的Fe和不可避免的杂质；
所述热轧超低温钢筋的基体组织为贝氏体、形变铁素体及珠光体；其中，所述贝氏体占比为70％～85％、所述形变铁素体占比为12～28％、所述珠光体占比为1～3％；
所述热轧超低温钢筋的无切口试样在-165℃的条件下满足：屈服强度＞580MPa，最大力总伸长率≥4.0％；
所述热轧超低温钢筋在常温下满足：屈服强度为520～605MPa；抗拉强度为690～785MPa；强屈比1.25～1.40；断裂伸长率为17％～22％；最大力总伸长率10.4％～12.5％；
所述的热轧超低温钢筋的制备方法包括：
采用RH真空处理控制所述热轧超低温钢筋中氮的含量；其中，RH真空处理采用氮气循环，氮气压力为1.2～1.4MPa，氮气流量为50～60Nm3/h，前期在真空度≤0.067KPa的条件下环流8～10min，然后在真空度4～6KPa的条件下环流10～12min，钢水真空处理后喂钙铁丝Ca处理，喂线后软吹时间≥15min；
热轧轧制过程工艺参数为：钢坯加热温度为1100～1250℃，钢坯在均热段保温时间35～45min，开轧温度为1000～1080℃，终轧温度为950～1100℃，上冷床温度为500～650℃。
2.根据权利要求1所述的热轧超低温钢筋，其特征在于，所述热轧超低温钢筋以质量百分比计包括以下的成分：
C0.05％～0.09％、Mn1.45％～1.60％、Si0.20％～0.35％、P≤0.012％、S≤0.005％、Ni1.10％～1.35％、V0.035％～0.06％、Cu0.10％～0.20％、Al0.020％～0.040％、N0.0080％～0.011％、余量的Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的热轧超低温钢筋，其特征在于，所述热轧超低温钢筋的切口试样在-165℃的条件下满足：最大力总伸长率≥1.0％，切口敏感系数≥1.0。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的热轧超低温钢筋的制备方法，其特征在于，所述上冷床温度为560～610℃。
5.根据权利要求1或4所述的热轧超低温钢筋的制备方法，其特征在于，转炉冶炼过程中，控制转炉终点碳的质量百分含量为0.04％～0.06％。
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