CN114196884B - 一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋及其生产方法，成分：C0.11‑0.16％，Si0.65‑0.75％，Mn1.45‑1.55％，Cr0.25‑0.40％，V0.065‑0.090％，Cu 0.030‑0.040％，P0.050‑0.070％，S≤0.020％，N0.0070‑0.010％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明通过合理的合金成分设计、合理控制轧制工艺及终轧后的冷床温度，获得良好的强韧性，耐蚀性，完全满足产品使用要求。冶炼工序全程无Al、Ti、稀土元素的加入，避免堵水口，连铸可浇性好，生产效率高。

Description

一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋及其生产方法
技术领域
本发明属于热轧钢筋技术领域，具体涉及一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋及其生产方法。
背景技术
混凝土钢筋作为我国基础建设的最主要材料被广泛应用，但是它在储存、运输和使用过程中易在二氧化碳、氧气、水、酸等周围介质中腐蚀生锈，导致钢筋混凝土结构过早失效或破坏，给生产和生活带来严重的安全隐患。据报道，我国每年因腐蚀造成经济损失达2.5万亿元,占当年GDP的3.34％，这其中高速公路、桥梁、建筑等基础设施领域的腐蚀代价最高，约占44％。目前较为广泛采用的措施有不锈钢钢筋、涂层钢筋和非金属筋等，但在广泛应用上存在不同程度问题：不锈钢钢筋价格昂贵，涂层钢筋耐蚀效果差强人意，非金属筋力学性能难以达到要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋及其生产方法，钢筋耐大气环境腐蚀，主要用于混凝土用钢筋，同时能够满足在内陆极端自然环境下耐酸性腐蚀的要求。
本发明具体技术方案如下：
一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，包括以下质量百分比成分：
C0.11-0.16％，Si0.65-0.75％，Mn1.45-1.55％，Cr0.25-0.40％，V0.065-0.090％，Cu 0.030-0.040％，P0.050-0.070％，S≤0.020％，N0.0070-0.010％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
优选的，所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋包括以下质量百分比成分
C0.12-0.14％，Si0.67-0.72％，Mn1.46-1.51％，Cr0.28-0.33％，V0.075-0.082％，Cu 0.032-0.036％，P0.055-0.065％，S≤0.015％，N0.0075-0.0095％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的显微组织为铁素体+珠光体组织，其中铁素体面积比为76～82％，珠光体面积比为18～24％，规格尺寸为φ12mm-φ32mm，晶粒度等级为8.5-11.5级；
所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的屈服强度Rel为430-490MPa，抗拉强度Rm为570-620MPa，断后伸长率A≥17％，最大力总伸长率Agt≥9.5％，强屈比Ro m/Ro el≥1.25，屈服与特征值比Roel/Rel≤1.30。
本发明提供的400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下工艺流程：
转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验→入库。
所述转炉工序冶炼步骤中，转炉终点C要求≤0.08％，终点P≤0.045％；
转炉出钢过程随钢流依次向钢包钢流冲击区内加入硅钙钡预脱氧剂、合金、白灰、化渣剂；钢包内加硅钙钡预脱氧剂1.2kg/t提前预脱氧、以提高合金化过程各合金的收得率；合金化过程加入硅锰合金20.3～20.7Kg/t、低碳铬铁合金3.8～4.2Kg/t、硅铁合金3.8～4.2Kg/t；钒铁0.20～0.24kg/t；钒氮合金0.78～0.82kg/t；白灰3.8-4.5kg/t、化渣剂0.75～0.85kg/t；钢包底吹氩流量120-160NL/min，搅拌时间为4-7min，使得钢包内钢液进LF炉工序前各合金元素混合均匀。
所述LF精炼炉步骤中，为保证钢包钢液流动性良好、渣面不结壳，同时为稳定外界因素增N，保证钢液洁净度，LF炉精炼过程控制适宜的氩流量搅拌化渣避免钢液氧化，吹氩量控制在90-110L/min；根据渣况加入白灰1.5-2.5kg/t、萤石0.78～0.85kg/t，确保埋弧化渣，避免钢液裸漏吸气增N；以保证钢水V/N控制在7.9-11.0之间，利于提高强度的同时减少铸坯裂纹的产生，进LF炉送电化渣后取成分样，根据初样的P成分一次性配入磷铁合金1.4-2.0Kg/t以达到目标P0.055-0.065％范围，S成分内控≤0.010％；加入0.20kg/t～0.35kg/t的硅铁粉进行渣面扩散脱氧，保证白渣保持时间在12～18min。化学成分微调结束后，需Ar搅拌软吹时间≥10min。
所述连铸方坯步骤中，钢液全程保护浇铸，浇铸顺畅，无堵塞水口现象；采用一冷水量为115～118m3/h，二冷比水量0.50L/kg、各段配水比为34:34:20:10:2的冷却制度，结晶器电搅电流300A、频率4Hz；末端电搅电流200A、频率10Hz。同时确保铸坯进矫直段的温度大于1050℃以上，避开第三脆性区680-980℃，以避免该耐蚀钢坯因VN、Cu沿晶界析出造成矫直段应力裂纹的产生。
轧材控轧控冷主要工艺方法包含加热、轧制、轧制后的弱穿水冷却后上冷床收集。
所述加热具体为：铸坯在加热炉中的加热时间≥60min，均热段温度为1100-1145℃，出炉后的开轧温度≥1000℃，以保证合金元素充分扩散，但加热温度过高或在炉时间过长，会导致铸坯奥氏体晶粒粗大，影响产品力学性能，优选的，本发明控制加热时间65-70min。
加热后，本发明经过10-15MPa的水除磷压力对铸坯除磷后，进行轧制。
所述轧制，其开轧温度为1010～1035℃，精轧机入口温度为980-1050℃；
所述冷却具体为：终轧后弱穿水控冷后的冷床温度控制在910-930℃。
本发明通过以上工艺，确保钢材表面美观及性能合格。同时能保证其相变后形成均匀的铁素体和细珠光体复相组织，避免贝氏体或环状回火组织的产生，保证热轧钢材力学性能的稳定性和延展性。
发明人发现，现有的耐腐蚀钢筋微合金化元素种类繁多且量大，以及N含量无法稳定控制，较高的N含量易形成各类合金氮化物(如AlN、TiN、VN、NbN等)在晶界的大量析出引起铸坯表面裂纹缺陷；在生产过程中，若加热温度过高、致奥氏体晶粒度粗大，同时由于控轧控冷工艺设计不合理偶有贝氏体等硬相组织，造成钢材塑性的降低；且工序复杂，需增设预脱硫工序、RH炉工序，增加生产成本；甚至横截面形成闭环的回火组织，不满足国标GB1499.2-2018要求；还有现有技术提出加入Al、Ti、Cr等元素构成的耐蚀钢筋，但是Al、Ti为极活泼元素，容易形成Al2O3、TiO2等复合夹杂物，可浇性差，堵塞水口；还有加入较高Re元素，加入钢水后稀土氧化夹杂物在钢液中很难上浮，连铸过程非常容易堵塞水口。
因此，发明人通过400MPa级新型微合金化耐腐蚀钢筋在冶炼工序的微合金化成分工艺设计，以及轧制工序的控轧控冷工艺设计，不仅工艺操作简单，生产成本低，作业效率高，产品具有强度、塑性及耐蚀性能配合良好的特点。
本发明提供的400MPa级新型耐腐蚀抗震钢筋的成分中，各成分作用及控制如下：
C起到固溶强化作用，能与V结合形成VC析出物、促进固溶Cr元素析出，使得提高钢材强度的同时，同时能够提高强屈比，但是含量过高影响焊接性能，降低塑性，同时影响钢筋耐蚀性能，此发明中将C元素含量控制在0.11-0.16％，优选为0.12-0.14％。
Si起固溶强化作用，能够提高钢材强度，对焊接性能影响较小，同时生成的Si-O键可提高抗腐蚀性和抗氧化，但是含量过高降低钢材韧性和塑性，此发明中，将Si元素含量控制在0.65-0.75％，优选为0.67-0.72％。
Mn为置换式固溶强化元素，主要起延缓相变时间和降低相变温度的作用，使基体组织获得较细小的珠光体，提高强屈比，本发明中，将Mn元素含量控制在1.45-1.55％，优选为1.46-1.51％。
V是主要强化元素，形成的V(C/N)析出物可以细化晶粒，能起到沉淀强化的作用，但V(C，N)易沿晶界析出量过大，受外力作用下，易在铸坯表面形成裂纹不利于轧钢轧制，本发明中，将V元素含量控制在0.065-0.090％，优选为0.075-0.082％。
N元素主要与V结合，析出温度较高，可起到细化晶粒和析出强化作用，但N过高易结合成氮化物在晶界大量析出，增加铸坯裂纹产生，本发明中，将N含量控制在N0.0070-0.010％，优选为0.0075-0.0095％。
Cr可以使钢筋表面形成Cr(OH)3和CrO3致密钝化膜，具有较好的耐腐蚀性能，与Cu复合加入，Cu起到活性阴极的作用，促进了钢的钝化。
Cu可以提高钢筋的耐腐蚀性能，适量添加对力学性能没有影响，但与P联合加入，显示出更好的复合耐蚀性能。
P元素形成PO4 3-阻碍水和氧的通过，可以起到缓蚀作用，但同时P也极大的降低合金塑性和韧性，尤其是提高韧脆转折温度，产生冷脆现象。所以，P含量不宜过高。本发明中，P质量分数P0.050-0.070％，优选为0.055-0.065％。
S元素为有害元素，过高的S易与Mn结合形成MnS夹杂，损害钢材塑性，为提高钢材质量，本发明中，S质量分数S≤0.020％，优选为≤0.015％。
本发明采用的生产方法简单，可稳定钢液氮含量，提高了钢液的可浇性避免堵水口，改善铸坯质量；同时，产品的显微组织无贝氏体及回火组织等硬化相，具有强度、塑性以及耐蚀性良好的匹配，且节约资源，提高产品品牌形象的特点。
本发明得到的400MPa级耐腐蚀抗震钢筋具有良好的强韧性匹配，保证产品的力学性能指标高于国标GB/T1499.2-2018和GB/T33953-2017要求的400MPa抗震钢筋屈服强度(Rel)≥400MPa，抗拉强度(Rm≥540MPa)，断后伸长率A≥16.0％，最大力总伸长率Agt≥9.0％，强屈比Ro m/Ro el≥1.25，屈服与特征值比Ro el/Rel≤1.30。
与现有技术相比，本发明通过合理的合金成分设计，优化冶炼工序避免外界增N的基础上，采用V元素固定钢中游离的N含量，使N质量百分比控制在0.010％以内，同时提高连铸铸坯的矫直温度来避开矫直点在第三脆性区温度区间，以降低铸坯表面裂纹的产生；同时，还可以抑制合金钢由于自回火而引起的脆性组织，保证钢材塑性；通本发明设计适当的Cr、Mn、V含量，能使钢的晶粒细化，提高钢筋强度指标的过合理控制加热温度、开轧温度及终轧后的冷床温度，相转变得到具有铁素体和珠光体组织，使该该腐蚀钢筋获得良好的强韧性，耐蚀性，完全满足产品使用要求。强化冶炼转炉工序的出钢预脱氧造渣制度，冶炼工序全程无Al、Ti、稀土元素的加入，避免堵水口，连铸可浇性好，生产效率高。
附图说明
图1为实施例1中φ12mm规格耐腐蚀钢铸坯横截面酸洗后的表面质量；
图2为实施例1中φ12mm规格耐腐蚀钢的500×金相组织图；
图3为实施例1中φ12mm规格耐腐蚀钢的宏观截面形貌图；
图4为实施例2中φ20mm规格耐腐蚀钢铸坯横截面低倍酸洗后的表面质量；
图5为实施例2中φ20mm规格耐腐蚀钢的500×金相组织图；
图6为实施例2中φ20mm规格耐腐蚀钢的宏观截面形貌图；
图7为实施例3中φ32mm规格耐腐蚀钢铸坯横截面低倍酸洗后的表面质量；
图8为实施例3中φ32mm规格耐腐蚀钢的500×金相组织图；
图9为实施例3中φ32mm规格耐腐蚀钢的宏观截面形貌图；
图10为比较例1中φ12mm规格耐腐蚀钢铸坯表面低倍酸洗后的表面质量；
图11为比较例1中φ12mm规格耐腐蚀钢的500×金相组织图；
图12为比较例1中φ12mm规格耐腐蚀钢的宏观截面形貌图；
图13为比较例2中φ20mm规格耐腐蚀钢铸坯表面低倍酸洗后的表面质量；
图14为比较例3中φ32mm规格耐腐蚀钢的100×金相组织图；
图15为比较例3中φ32mm规格耐腐蚀钢的宏观截面形貌图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，包括以下质量百分比成分：C:0.12％、Si0.68％、Mn1.48％、Cr0.30％、V0.080％、Cu 0.032％，P0.060％，S0.009％，N0.0084％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下步骤：转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验。其中：
转炉步骤关键在转炉的实际终点C控制为0.06％，终点P为0.030％的前提下，出钢过程随钢流依次向钢包钢流冲击区内加入硅钙钡脱氧剂1.2kg/t提前预脱氧、以提高出钢合金化过程各合金的收得率，合金化过程硅锰合金20.5Kg/t、低碳铬铁合金4.0Kg/t、硅铁合金3.9Kg/t；钒铁0.22kg/t；钒氮合金0.79kg/t；同时合金化后加入白灰3.9kg/t、化渣剂0.8kg/t；钢包底吹氩流量140NL/min，搅拌时间为4min，使得钢包内钢液进LF炉工序前各合金元素混合均匀。
精炼LF炉步骤中在优选成分控制要求下，为避免外界因素增N，适宜的氩流量搅拌化渣避免钢液氧化，吹氩量控制在100L/min；其次，脱氧造渣过程，根据渣况加入白灰1.8kg/t、萤石0.8kg/t，确保通电埋弧化渣，避免钢液裸漏吸气增N；以保证钢水V/N控制在7.9-11.0之间，利于提高强度的同时减少铸坯裂纹的产生，进LF炉送电化渣后取成分样，根据初样P成分一次性配入磷铁合金1.6Kg/t，S成分内控≤0.010％；同时加入0.28kg/t的硅铁粉进行渣面扩散脱氧，保证白渣保持时间14min；合金成分微调整结束后，软吹时间15min，促进夹杂物上浮，提高连铸过程可浇性。
在连铸步骤中连铸结晶器电搅电流300A、频率4Hz；末端电搅电流200A、频率10Hz。为避免过程增N，钢液全程保护浇铸，浇铸顺畅，无堵塞水口现象；一冷水量为115m3/h，二冷比水量0.50L/kg、各段配水比为34:34:20:10:2的冷却制度，进拉矫机矫直点温度为1067℃，避开了第三脆性区温度区间，拉速控制在1.4m/min，铸坯经低倍酸洗表面无裂纹，见图1。
在轧材控轧控冷中，包含加热、轧制、轧制后的弱穿水冷却后上冷床空冷收集，轧制φ12mm螺纹钢筋，铸坯在加热炉中的加热时间65min、均热温度1125℃，开轧温度1025℃，精轧机入口温度为1025℃，再过精轧机轧制后弱穿水，进冷床温度实测915-925℃，空冷收集，横截面组织均匀，形成铁素体和珠光体组织，铁素体晶粒度为10.5级，铁素体面积占比80％、珠光体面积占比20％，如图2所示，宏观截面形貌图如图3；力学性能数据见表1。
实施例2
本实施例提供一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，包括以下质量百分比成分：C:0.14％、Si0.70％、Mn1.48％、Cr0.30％、V0.079％、Cu 0.032％，P0.059％，S0.008％，N0.0088％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下步骤：转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验。其中：
转炉步骤关键在转炉的实际终点C控制为0.05％，终点P为0.027％的前提下，出钢过程随钢流依次向钢包钢流冲击区内加入硅钙钡脱氧剂1.2kg/t提前预脱氧、以提高出钢合金化过程各合金的收得率，合金化过程硅锰合金20.6Kg/t、低碳铬铁合金3.9Kg/t、硅铁合金4.0Kg/t；钒铁0.23kg/t；钒氮合金0.80kg/t；同时合金化后加入白灰4.2kg/t、化渣剂0.78kg/t；钢包底吹氩流量145NL/min，搅拌时间为5min，使得钢包内钢液进LF炉工序前各合金元素混合均匀。
精炼步骤中在符合优选成分控制要求，为避免外界因素增N，适宜的氩流量搅拌化渣避免钢液氧化，吹氩量控制在95L/min；其次，脱氧造渣过程，根据渣况加入白灰2.0kg/t、萤石0.8kg/t，确保通电埋弧化渣，避免钢液裸漏吸气增N；以保证钢水V/N控制在7.9-11.0之间，利于提高强度的同时减少铸坯裂纹的产生，进LF炉送电化渣后取成分样，根据初样P成分一次性配入磷铁合金1.8Kg/t，S成分内控≤0.010％；同时加入0.30kg/t的硅铁粉进行渣面扩散脱氧，保证白渣保持时间15min；合金成分微调整结束后，软吹时间12min，促进夹杂物上浮，提高连铸过程可浇性。
在连铸步骤中连铸结晶器电搅电流300A、频率4Hz；末端电搅电流200A、频率10Hz。为避免过程增N，钢液全程保护浇铸，浇铸顺畅，无堵塞水口现象；一冷水量为115m3/h，二冷比水量0.50L/kg、各段配水比为34:34:20:10:2的冷却制度，进拉矫机矫直点温度实测为1080℃，避开了第三脆性区温度区间，拉速控制在1.3m/min，铸坯经低倍酸洗表面无裂纹见图4。
在轧材控轧控冷中，包含加热、轧制、轧制后的弱穿水冷却后上冷床空冷收集，轧制φ20mm耐蚀螺纹钢筋，铸坯在加热炉中的加热时间为67min、均热温度1120℃，开轧温度1019℃，精轧机入口温度为1030℃，再过精轧机轧制后弱穿水，进冷床温度实测910-920℃，空冷收集，横截面组织均匀，形成铁素体和珠光体组织，晶粒度等级为9.5级，铁素体面积占比81％、珠光体面积占比19％，如图5所示，宏观截面形貌图如图6，力学性能数据见表1。
实施例3
本实施例提供一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，包括以下质量百分比成分：C:0.13％、Si0.70％、Mn1.50％、Cr0.34％、V0.080％、Cu 0.033％，P0.060％，S0.008％，N0.0082％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下步骤：转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验。其中：
转炉步骤、精炼步骤以及连铸步骤的实施过程均按实施例1的工艺参数进行操作，测量铸坯进拉矫机矫直点温度为1075℃，为避开了第三脆性区的温度区间，铸坯经低倍酸洗表面无裂纹见图7。
在轧材控轧控冷中，包含加热、轧制、轧制后的弱穿水冷却后上冷床空冷收集，轧制φ32mm耐蚀螺纹钢筋，铸坯在加热炉中的加热时间69min，均热温度1130℃，开轧温度1029℃，精轧机入口温度为1015℃，再过精轧机轧制后弱穿水，进冷床温度实测920-928℃，空冷收集，横截面组织均匀，为铁素体和珠光体组织如图8所示，晶粒度等级为9.0级、其中铁素体面积比79％、珠光体面积比21％，宏观截面形貌图如图9，力学性能数据见表1。
表1实施例1-3中各规格400MPa级抗震钢筋的拉伸力学性能
Figure BDA0003407234740000111
对比例1
一种400MPa级耐腐蚀钢筋，包括以下重量百分比成分：C:0.12％、Si0.70％、Mn1.48％、Cr0.30％、V0.090％、Cu 0.032％，P0.059％，S0.008％，N0.0125％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下步骤：转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验。其中：
转炉步骤在转炉出钢过程向钢包内加硅钙钡脱氧剂1.2kg/t提前预脱氧、以提高出钢合金化过程各合金的收得率，同时合金化后加入白灰4.0kg/t、化渣剂0.8kg/t；钢包底吹氩流量145NL/min，搅拌时间为5min，使得钢包内钢液进LF炉工序前各合金元素混合均匀。
精炼步骤中在符合优选成分控制要求下，采用大氩流量搅拌化渣钢液，吹氩量控制在130L/min；其次，不加白灰、萤石直接通电化渣，软吹时间6min，上连铸浇注。
在连铸步骤中为避免过程增N，钢液保护浇铸，浇铸顺畅，无堵塞水口现象；一冷水量为130m3/h，二冷比水量0.80L/kg、各段配水比为34:34:20:10:2的冷却制度，进拉矫机矫直点温度为960℃，拉速控制在1.3m/min，铸坯经低倍酸洗表面有裂纹见图10。
在轧材控轧控冷步骤中，轧制φ12mm耐蚀螺纹钢筋，均热温度1150℃，开轧温度1055℃，再过精轧机轧制后，直接进冷床温度实测960-980℃，空冷收集，横截面组织存在局部偏析，形成铁素体和珠光体组织不均匀，如图11所示，铁素体面积占比75％、珠光体面积占比25％，宏观截面形貌图如图12，力学性能实测数据见表2。
对比例2
一种400MPa级耐腐蚀钢筋，包括以下重量百分比成分：C:0.14％、Si0.67％、Mn1.47％、Cr0.29％、V0.080％、Cu 0.030％，P0.058％，S0.007％，N0.0085％，Ti0.012％、Ce0.010％以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下步骤：转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验。其中：
转炉步骤的操作工艺同实施例2中的冶炼工艺相同
精炼步骤在符合优选成分控制要求，为避免外界因素增N，适宜的氩流量搅拌化渣避免钢液氧化，吹氩量控制在95L/min；其次，脱氧造渣过程，根据渣况加入白灰2.0kg/t、萤石0.8kg/t，确保通电埋弧化渣，避免钢液裸漏吸气增N；以保证钢水V/N控制在7.9-11.0之间，精炼后期按目标质量成分喂入适量的钛线和稀土金属Ce线后，软吹时间14min，上连铸浇注。
连铸步骤的操作工艺同实施例2中的冶炼工艺相同，在浇铸过程出现中包浸入式水口堵塞，浇注不畅，影响生产节奏及铸坯质量。铸坯经低倍酸洗表面有裂纹见图13。
在轧材控轧控冷步骤中，其轧制工艺同实施例2中的20mm规格钢筋控轧控冷工艺。其金相组织与实施例2相当，力学性能实测数据见表2。
对比例3
一种400MPa级耐腐蚀钢筋，包括以下重量百分比成分：C:0.14％、Si0.70％、Mn1.47％、Cr0.32％、V0.080％、Cu 0.030％，P0.058％，S0.007％，N0.0080％，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
所述400MPa级耐腐蚀钢筋的生产方法，包括以下步骤：转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验。其中：
转炉步骤、精炼步骤以及连铸步骤的操作工艺同实施例3中的冶炼工艺相同。铸坯经低倍酸洗表面无裂纹。
在轧材控轧控冷步骤中，轧制φ32mm耐蚀螺纹钢筋，均热温度1125℃，开轧温度1019℃，再过精轧机轧制后强穿水，进冷床温度实测770-800℃，空冷收集，形成铁素体、珠光体以及环状的回火索氏体组织如图14所示，铁素体面积比70％、珠光体面积比18％、回火索氏体面积比12％，宏观截面形貌图如图15，力学性能实测数据见表2。
表2比较例1-3中各规格400MPa级抗震钢筋的拉伸力学性能
Figure BDA0003407234740000131
根据以上和对比例记载，本发明采用的技术方案所产生的有益效果在于，本发明1)优化该耐蚀钢坯的化学成分设计，严格控制N在0.010％以内，同时提高连铸铸坯的矫直温度来避开矫直点在第三脆性区温度区间，以降低铸坯表面裂纹的产生。2)控制坯料加热温度和时间、开轧温度为1010～1035℃，终轧后弱穿水工艺，冷床回火温度控制为910-930℃，而后至冷床空冷至室温，相转变得到具有铁素体和珠光体组织，保证钢材强度的同时提高塑性。3)强化冶炼转炉工序的出钢预脱氧造渣制度，冶炼工序全程无Al、Ti、稀土元素的加入，连铸可浇性好，生产效率高。4)通过向钢水中增加Cu、Cr、P等元素成分，在钢筋表面稳定形成一层富含Cu、铬、P元素的致密氧化膜，此氧化膜显著提高钢筋耐氯离子侵蚀的能力，钢筋耐蚀程度提高。采用本发明工艺制造的螺纹钢筋，根据YB/T 4368-2014钢筋工业大气腐蚀试验方法，耐腐蚀钢与普通钢筋利用周侵试验和电化学方法试验分析，腐蚀速率情况如表3所示，得出该耐蚀钢筋的耐腐蚀性能较普通400MPa级钢筋提高2～5倍。
表3 400MPa级普通钢筋与耐蚀钢筋的各项耐蚀性能指标对比
Figure BDA0003407234740000141
本发明400MPa级新型耐腐蚀抗震钢筋，实测屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、最大力总伸长率(Agt)、强屈比(Ro m/Ro el)≥1.25，屈服与特征值比(Ro el/Rel)≤1.30均满足使用要求。本发明工艺操作简单，生产成本低，作业效率高，产品具有强度、塑性及耐蚀性能配合良好的特点。
以上所述仅为以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的质量百分比成分为：
C0.11-0.16%，Si0.65-0.75%，Mn1.45-1.55%，Cr0.25-0.40%，V0.065-0.090%，Cu0.030-0.040%，P0.050-0.070%，S≤0.020%，N0.0070-0.010%，以及余量的Fe和不可避免的杂质；
所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下工艺流程：
转炉→LF精炼炉→连铸方坯→加热→轧制→冷却→产品检验；
所述连铸方坯步骤中，确保铸坯进矫直段的温度大于1050℃；
所述加热具体为：铸坯在加热炉中的加热时间≥60min，均热段温度为1100-1145℃，出炉开轧温度≥1000℃；
所述轧制，开轧温度为1010～1035℃，精轧机入口温度为980-1050℃；
所述冷却具体为：终轧后弱穿水控冷后的冷床温度控制在910-930℃。
2.根据权利要求1所述的400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的显微组织为铁素体+珠光体组织，其中铁素体面积比为76~82%，珠光体面积比为18~24%，规格尺寸为φ12mm-φ32mm，晶粒度等级为8.5-11.5级。
3.根据权利要求1所述的400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋的屈服强度Rel为430-490MPa，抗拉强度Rm为570-620MPa，断后伸长率A≥17%，最大力总伸长率Agt≥9.5%，强屈比Ro m/Ro el≥1.25，屈服与特征值比Roel/Rel≤1.30。
4.根据权利要求1所述的400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，其特征在于，转炉出钢过程随钢流依次向钢包钢流冲击区内加入硅钙钡预脱氧剂、合金、白灰、化渣剂；钢包底吹氩流量120-160NL/min，搅拌时间为4-7min。
5.根据权利要求1或4所述的400MPa级微合金化耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述LF精炼炉步骤中，吹氩量控制在90-110L/min；根据渣况加入白灰1.5-2.5kg/t、萤石0.78~0.85kg/t，以保证钢水V/N控制在7.9-11.0 之间。
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