CN114653751A - 一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，依次包括：冶炼、连铸或模铸、固溶处理、冷轧减径、冷轧压肋和退火处理；其中，冷轧减径步骤中，将固溶处理后的铸坯经过多道次的平、立交替冷轧减径轧制，得到冷轧圆棒；冷轧压肋步骤中，将冷轧圆棒进行一道次冷轧压肋轧制，得到冷轧带肋钢筋；退火处理采用短时热处理。本发明的制备方法采用铸坯固溶处理后，不经过热轧或者锻造，直接进行多道次冷轧减径轧制和一道次冷轧压肋轧制，所获得的双相不锈钢冷轧带肋钢筋，冷轧总面缩率达85％时边部不开裂，表面质量良好，且退火后铁素体和奥氏体相分布均匀，晶粒细小，强度和伸长率等力学性能优异，耐氯化物点蚀和晶间腐蚀性能良好。

Description

一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法
技术领域
本发明属于轧钢和热处理领域，具体涉及一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法。
背景技术
随着混凝土结构寿命要求的提升，不锈钢钢筋以其优异的耐腐蚀性而在全球范围内逐渐成为优先选择的材料，与其他材料相比，不锈钢钢筋具有更低的生命周期成本。尽管在许多建筑项目中，使用碳钢钢筋就已足够，但在有些情况下，混凝土并不能提供足够的自然保护，对于海洋类型的环境和使用除冰剂的环境尤其如此，这类环境会导致氯化物诱发的腐蚀。如果在这类环境中使用不锈钢螺纹钢筋，尽管初始投入较高，但由于可以延长结构的寿命并将维护需求降至最低，因此能够降低长期成本。同时，由于不锈钢不需要油漆和涂层保护，它基本上是免维护的，因此，对环境的影响更小。
目前，冷轧带肋钢筋一般采用热轧盘条经多道冷轧减径、再进行一道压肋并消除内应力的传统热轧+冷轧工艺进行生产，双相不锈钢的热塑性差，采用该传统工艺生产冷轧带肋钢筋时，热轧时会因其热塑性差而造成冷轧带肋钢筋产品的边裂缺陷，因而，热塑性差一直是制约双相不锈钢生产应用的关键问题。此外，由于热加工状态下双相不锈钢的铁素体相和奥氏体相强度差异较大，两相动态回复和再结晶的机制不同，导致热轧时两相应变不协调并在相界处产生显微孔洞，从而在双相不锈钢的边部和表面出现各种裂纹，严重影响产品的成材率和性能。
因此，需要提供一种采用双相不锈钢生产冷轧带肋钢筋的合理方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，将双相不锈钢铸坯经固溶处理后直接进行多道次冷轧，避免双相不锈钢在热轧过程中开裂，能够保证冷轧面缩率达85％仍不开裂，保证短时退火处理后所得双相不锈钢冷轧带肋钢筋的力学性能和耐蚀性能；该制备方法是一种低成本、短流程、高效率的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，在铸坯固溶处理后直接进行冷轧加工，不经过热轧工序，所述制备方法依次包括：冶炼、连铸或模铸、固溶处理、冷轧减径、冷轧压肋和退火处理；其中，
所述固溶处理步骤中，将所述连铸或模铸步骤得到的铸坯进行固溶处理，水淬至室温后酸洗去除表面氧化铁皮；
所述冷轧减径步骤中，将固溶处理后的铸坯经过多道次的平、立交替冷轧减径轧制，得到冷轧圆棒；
所述冷轧压肋步骤中，将所述冷轧圆棒进行一道次冷轧压肋轧制，得到冷轧带肋钢筋；
所述退火处理步骤中，将所述冷轧带肋钢筋进行短时热处理(即，退火处理)。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述双相不锈钢冷轧带肋钢筋包括奥氏体相和铁素体相，奥氏体相≥45％(例如，50％、60％、70％)，铁素体相≥45％(例如，50％、60％、70％)，奥氏体相和铁素体相两相比例接近1:1。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冶炼步骤中，按照冶炼后钢水成分质量百分比为C≤0.10％、Mn≤5.5％、Si≤1.0％、P≤0.045％、S≤0.040％、1.0％≤Ni≤9％、20.00％≤Cr≤30.00％、0.1％≤Mo≤4.0％、0.10％≤N≤0.60％，余量为Fe和不可避免的杂质的化学成分配比准备好原材料，采用真空感应炉冶炼或中频感应炉冶炼，冶炼温度控制在1550～1600℃(例如，1560℃、1570℃、1580℃、1590℃)之间，冶炼时间为45～60min(例如，47min、50min、52min、55min、58min)；优选地，当采用中频感应炉冶炼时，需采用氩气作为保护气体。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述连铸或模铸步骤中，将冶炼步骤得到的钢水连铸或模铸成公称直径为20～40mm(例如，25mm、30mm、35mm)的圆柱形铸坯(即，圆坯)，其中，浇注过热度为30～100℃(例如，35℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃)，拉坯温度为1530～1575℃(例如，1540℃、1550℃、1560℃、1570℃)，拉坯速度为1.2～1.6m/min(例如，1.3m/min、1.4m/min、1.5m/min)。
本发明方法得到的铸坯表面无缩孔、裂纹，心部无气孔和夹杂物。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述连铸或模铸步骤中，所述铸坯包含铁素体相和奥氏体相，铁素体相≥30％(例如，35％、40％、50％、60％、70％)，奥氏体相≥30％(例如，35％、40％、50％、60％、70％)。所述铸坯中铁素体和奥氏体组织粗大，且两相分布不均匀，尤其铸坯边部和中心组织差异较大。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述固溶处理步骤中，固溶温度为1000～1150℃(例如，1020℃、1050℃、1100℃、1120℃、1140℃)，保温时间为20～60min(例如，25min、30min、40min、50min、55min)。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述固溶处理步骤中，固溶处理的保温时间为20～30min(例如，22min、25min、28min)。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述固溶处理步骤中，所述水淬至室温采用快冷方式，冷却速度为10℃/s～100℃/s(例如，12℃/s、15℃/s、20℃/s、30℃/s、50℃/s、70℃/s、80℃/s、90℃/s)。
本发明中，固溶处理的主要作用是均匀化铸坯的组织以及调控铸坯内部的两相比例。固溶处理中采用水淬至室温的快冷方式，防止冷却过程中有害析出物的析出，随后酸洗和去除表面氧化铁皮。
本发明中，铸坯通过上述固溶处理后铁素体相比例可达到≥45％(例如，50％、60％、70％)，奥氏体相比例也可达到≥45％(例如，50％、60％、70％)，使铸坯两相比例接近1:1。同时，固溶处理后的铸坯两相组织均匀，两相中合金元素扩散均匀。
本发明中，水淬至室温时，冷却速度太高将导致铸坯内部应力过大，导致铸坯产生翘曲，变形严重，影响轧制；冷却速度太低时，即慢冷或缓冷时，将导致有害析出物的产生。
在双相不锈钢中，有害析出物一般有Cr2N、M23C6、σ相，这些析出物均是脆性相，会使不锈钢变脆，从而不利于加工。同时，这些析出物的产生会严重降低不锈钢的耐蚀性能。因此，本发明要求控制固溶处理后的冷却速度。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷轧减径步骤中，固溶处理后的铸坯经过多道次的平、立交替的冷轧，冷轧总面缩率为36～85％(例如，40％、50％、60％、70％、75％、80％)，得到公称直径为5.5mm～16mm(例如，6mm、8mm、10mm、12mm、15mm)的冷轧圆棒。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷轧减径步骤中，所述多道次的平、立交替轧制在多辊孔型轧机上进行，轧辊孔型由椭圆孔型和圆孔孔型组成。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷轧减径步骤中，所述多道次的平、立交替轧制包括如下步骤：
S1：将铸坯进椭圆孔型进行1道次平轧，随后翻转90°后进行1道次立轧，之后再进行平、立交替各轧制1道次(即，进行1道次平轧后再翻转90°后进行1道次立轧)，如此平、立交替轧制，直至将铸坯轧制成方坯形状(本发明所述方坯形状包括接近或与方坯近似的形状)；
S2：将S1步骤中得到的铸坯放入圆孔孔型进行倒角轧制2道次，其中，控制每道次的压下量不超过1.0mm；
S3：经S2步骤的倒角轧制后再重复进行S1步骤中的平、立交替轧制过程，当坯料纵截面长轴与短轴之比在1.3:1～1:1范围时，进入圆孔孔型(即，成品孔)进行倒圆轧制，进一步冷轧减径至成品规格直径的冷轧圆棒。
本发明中，将S1步骤中得到的铸坯放入圆孔孔型进行倒角轧制2道次，目的是减小方形坯在角部的应力集中，避免在角部开裂，为进一步冷轧减径做铺垫。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷轧减径步骤中，每道次的压下量≤1.0mm(例如，0.8mm、0.5mm、0.4mm)。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷轧减径步骤中，成品规格直径的冷轧圆棒的公称直径为5.5～16mm(例如，6mm、8mm、10mm、12mm、15mm)。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述冷轧压肋步骤中，将所述成品规格的冷轧圆棒进行1道次冷轧压肋轧制，并进行定尺切割，得到公称直径为5.5～16mm(例如，6mm、8mm、10mm、12mm、15mm)的冷轧带肋钢筋。
上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述退火处理步骤中，将所述冷轧带肋钢筋在980～1100℃(例如，985℃、990℃、1000℃、1020℃、1050℃、1080℃)温度范围进行退火处理并保温后，水淬快冷至室温；优选地，所述水淬快冷的冷却速度为20℃/s～100℃/s(例如，25℃/s、30℃/s、40℃/s、50℃/s、60℃/s、70℃/s、80℃/s、90℃/s)；优选地，退火处理的保温时间为1～15min(例如，2min、5min、10min、12min、14min)。本发明退火处理用时短。
本发明的退火处理中，水淬快冷至室温的冷却速度太高将导致钢筋内部应力过大，导致钢筋产生翘曲，变形严重，影响使用；冷却速度太低时将产生有害析出物，严重影响钢筋的力学性能和耐腐蚀性能。
这里，由于冷轧后钢筋的尺寸变小，因此水淬时很容易渗透到钢筋的芯部，因此，此处的冷却速度要求比固溶处理时更快。这里通过控制冷却用水的水温就可以控制水冷达到大于20℃/s的速度。
相对于双相不锈钢的热塑性，其冷加工性能更好，由于室温下铁素体和奥氏体两相动态回复和再结晶很难发生，而且不会在相界产生有害析出相，室温下两相变形协调性更好，这为双相不锈钢固溶后直接冷轧生产冷轧带肋钢筋提供了充分条件。
本发明采用铸坯固溶后直接冷轧的方法生产双相不锈钢冷轧带肋钢筋，经过固溶后冷轧总面缩率可达85％，而且不会在相界产生有害析出相；冷轧过程中，铁素体和奥氏体两相变形协调性好，因而，采用本发明的制备方法，能够生产出表面质量良好、力学性能优异及耐蚀性能良好的冷轧带肋钢筋。
本发明中，所述双相不锈钢冷轧带肋钢筋的公称直径范围为5.5～16.0mm，经退火处理后的室温抗拉强度为700～900MPa，屈服强度为440～620MPa，伸长率为28.0％～52.0％，表面无边裂，表面质量良好。
本发明中，在相互不冲突的情况下，上述技术特征可以自由组合形成新的技术方案。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1.本发明的制备方法采用铸坯固溶处理后，不经过热轧或者锻造，直接进行多道次冷轧减径轧制和一道次冷轧压肋轧制，采用这种方法获得的双相不锈钢冷轧带肋钢筋，冷轧总面缩率达85％时边部不开裂，表面质量良好，且退火后铁素体和奥氏体相分布均匀，晶粒细小，强度和伸长率等力学性能优异，耐氯化物点蚀和晶间腐蚀性能良好。
2.本发明采用直接冷轧的方式制备双相不锈钢冷轧带肋钢筋，一方面，可以简化生产流程，尤其是省去了热轧工序，避免了传统工艺中热轧时因双相不锈钢热塑性差而造成的边裂缺陷，缩短生产流程的同时降低能源消耗，且可提高成材率和生产效率，降低生产成本；另一方面，由于铸坯固溶后进行大压缩率的冷轧，可充分利用加工硬化来进一步提高冷轧钢筋的屈服强度和抗拉强度，又可避免由加热引起的有害二次相(例如，Cr2N、M23C6、σ相)的析出。
3.本发明中冷轧钢筋采用短时间退火，有利于晶粒的细化，最终获得更加优良的性能。
附图说明
图1为本发明的双相不锈钢冷轧带肋钢筋制备方法的工艺流程图。
图2为本发明实施例1中的双相不锈钢连铸坯经过固溶处理后的的纵截面微观组织图。
图3为本发明实施例1中的双相不锈钢冷轧带肋钢筋在退火前的纵截面微观组织图。
图4为本发明实施例1中的双相不锈钢冷轧带肋钢筋在温度1050℃退火后的纵截面微观组织图。
图5为本发明实施例1中的双相不锈钢冷轧带肋钢筋在不同温度退火后的工程应力-应变曲线图。
图6为本发明实施例2中的双相不锈钢连铸坯经过固溶处理后的纵截面微观组织图。
图7为本发明实施例2中的双相不锈钢冷轧带肋钢筋在温度1080℃退火后的纵截面微观组织图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，如图1所示，依次包括以下步骤：冶炼、连铸/模铸、固溶处理、冷轧减径、冷轧压肋和退火处理；具体地，
步骤1(冶炼)：按照冶炼后钢水成分质量百分比为C≤0.10％、Mn≤5.5％、Si≤1.0％、P≤0.045％、S≤0.040％、1.0％≤Ni≤9％、20.00％≤Cr≤30.00％、0.1％≤Mo≤4.0％、0.10％≤N≤0.60％，余量为Fe和不可避免的杂质的化学成分配比准备好原材料，采用真空感应炉冶炼或中频感应炉冶炼，随后连铸或模铸成铸坯；其中，冶炼温度控制在1550～1600℃之间，时间为45～60min；
步骤2(连铸/模铸)：铸坯直径为20～40mm，表面无缩孔、裂纹，心部无气孔和夹杂物，铸坯的组织由铁素体相和奥氏体相组成，铁素体相和奥氏体相任意一相的比例不少于30％；采用的真空感应炉冶炼或中频感应炉冶炼，浇注过热度为30～100℃；
步骤3(固溶处理)：将步骤2得到的铸坯在1000～1150℃(例如，1020℃、1050℃、1100℃、1120℃、1140℃)温度范围内固溶处理，保温时间为20～60min(例如，25min、30min、40min、50min、55min)，水淬快冷至室温，其中，冷却速度大于10℃/s，以防止冷却过程中有害析出物的析出，随后酸洗去除表面氧化铁皮；
步骤4(冷轧减径)：将步骤3得到的铸坯经过多道次的平、立交替的冷轧，冷轧总面缩率为36％～85％，得到公称直径为5.5mm～16mm的冷轧圆棒；
所述多道次的平、立交替轧制在多辊孔型轧机上进行，多辊孔型轧机的轧辊孔型由椭圆孔型和圆孔孔型组成，所述多道次的平、立交替轧制包括如下步骤：
S1：将铸坯进椭圆孔型进行1道次平轧，随后翻转90°后进行1道次立轧，之后进行平、立交替各轧制1道次，交替轧制，直至将铸坯轧制成近似方坯形状；
S2：将S1步骤中得到的铸坯放入圆孔孔型进行倒角轧制2道次，目的是减小方形坯在角部的应力集中，避免在角部开裂，为进一步冷轧减径做铺垫；其中，控制每道次的压下量不超过1.0mm；
S3：倒角轧制后再重复进行S1步骤中的平、立交替轧制过程，当坯料纵截面长轴与短轴之比在1.3:1～1:1范围时，进入成品孔(圆孔孔型)进行倒圆轧制，进一步冷轧减径至成品规格直径。
步骤5(冷轧压肋)：将步骤4中冷轧减径至成品规格的冷轧圆棒进行1道次冷轧压肋轧制，并进行定尺切割。
步骤6(退火处理)：最后将切割定尺的冷轧带肋钢筋在980～1100℃温度范围进行短时热处理，保温时间为1～15min，水淬快冷至室温，冷却速度大于20℃/s。
本发明中，未详细描述的部分可以采用本领域常规技术。
实施例1
一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋，按重量百分比，其化学成分为：C：0.033％、Mn：5.25％、Si：0.5％、P≤0.009％、S≤0.0027％、Ni：1.63％、Cr：21.63％、Mo：0.21％、N：0.222％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
一种上述双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，工艺流程图如图1所示，依次包括：冶炼、连铸或模铸、固溶处理、冷轧减径、冷轧压肋和退火处理；具体如下：
(1)冶炼：按照上述化学成分配比准备好原材料在中频感应炉内冶炼得到钢水，冶炼温度控制在1575℃，冶炼时间为50min，采用氩气作为保护气体；
(2)连铸：将步骤(1)得到的钢水连铸成直径30mm的连铸坯，浇注过热度为50℃；拉坯温度为1550～1575℃，拉坯速度为1.5m/min；
(3)固溶处理：将步骤(2)得到的连铸坯在1050℃进行固溶处理，保温时间为30min，随后水淬快冷至室温，酸洗去除表面氧化铁皮；
(4)冷轧减径：将步骤(3)中固溶处理后的连铸坯进行36个道次冷轧减径轧制，得到公称直径为16.0mm的圆棒，每道次压下量为0.5mm，冷轧总面缩率为71.5％；冷轧减径轧制时，首先将铸坯在多辊轧机上进椭圆孔型进行1道次平轧，随后翻转90°后进行1道次立轧，之后再进行平、立交替各轧制7道次，直至将铸坯轧制成近似方坯形状；再将得到的方坯放入圆孔型进行倒角轧制2道次，再将铸坯在多辊轧机上进椭圆孔型进行平、立交替各轧制8道次；然后进入圆孔孔型进行倒圆轧制2道次，得到成品规格直径的冷轧圆棒；
(5)冷轧压肋：将步骤(4)得到的圆棒进行1个道次的冷轧压肋轧制，冷轧后表面无开裂，并进行定尺切割，得到冷轧带肋钢筋；
(6)退火处理：将步骤(5)得到的冷轧带肋钢筋在980～1080℃退火1.5min，水淬快冷至室温，冷却速度大于20℃/s。
图2是实施例1中的连铸坯经过固溶处理后的纵截面微观组织，即，连铸坯经过1050℃固溶处理30min后水淬快冷至室温的纵截面微观组织。从图2可以看出，奥氏体呈独立的岛状均匀分布在铁素体基体中，奥氏体体积分数为45％，组织中没有Cr2N析出相。图3为直径16mm的冷轧钢筋在退火前的纵截面微观组织，可以看出，在铁素体和奥氏体内部均形成大量变形带；图4为直径16mm的冷轧带肋钢筋在1050℃退火1.5min后的纵截面微观组织，可以看出，在铁素体和奥氏体内部形成变形带消失，且在奥氏体与铁素体的相界处出现锯齿状的二次奥氏体，二次奥氏体沿相界向铁素体区域生长，同时在铁素体的三叉晶界处也形成了二次奥氏体。这是由于铁素体晶界处原子排列紊乱、能量高，是奥氏体优先的形核位置。
表1列出了实施例1中冷轧带肋钢筋退火前后的力学性能测试结果，材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率的测试采用国家标准GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》。
表1实施例1中冷轧带肋钢筋退火后的力学性能
Figure BDA0003550009730000091
由表1可知，冷轧态未退火的钢筋虽然屈服强度和抗拉强度高，但是其伸长率远比传统工艺生产的钢筋低；冷轧态退火后的钢筋伸长率明显增大，屈服强度和抗拉强度随退火温度的升高逐渐降低。
图5为本发明实施例1中的双相不锈钢冷轧带肋钢筋在不同温度退火后的工程应力-应变曲线图。如图5所示，冷轧带肋钢筋在不同温度短时退火后伸长率均明显增大，且伸长率在1020℃退火时达到最大值。随着退火温度的升高，屈服强度和抗拉强度均逐渐降低。
实施例2
一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋，该合金材料具有如下成分和重量百分比：C＝0.03％、Mn＝2.05％、Si＝0.45％、P≤0.008％、S≤0.0029％、Ni＝4.23％、Cr＝23.43％、Mo＝0.26％、N＝0.1％，Cu＝0.16％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。该双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法的工艺流程如图1所示，具体按照以下步骤进行：
(1)按照上述成分配比准备好原材料在真空感应炉内冶炼，冶炼温度控制在1575～1600℃，冶炼时间为60min；
(2)将钢水连铸成直径26mm的连铸坯，浇注过热度为30℃。拉坯温度为1550～1575℃，拉坯速度为1.4m/min；
(3)将连铸坯在1080℃进行固溶，保温时间为30min，随后水淬快冷至室温，酸洗去除表面氧化铁皮；
(4)将固溶后的连铸坯进行32个道次冷轧减径轧制，得到公称直径为16.0mm的圆棒，每道次压下量为0.5mm，冷轧总面缩率为62％；冷轧减径轧制时，首先将铸坯在多辊轧机上进椭圆孔型进行1道次平轧，随后翻转90°后进行1道次立轧，之后再进行平、立交替各轧制6道次，直至将铸坯轧制成近似方坯形状；再将得到的方坯放入圆孔型进行倒角轧制2道次，再将铸坯在多辊轧机上进椭圆孔型进行平、立交替各轧制7道次；然后进入圆孔孔型进行倒圆轧制2道次，得到成品规格直径的冷轧圆棒；
(5)再将步骤(4)得到的圆棒进行1个道次的冷轧压肋，冷轧后表面无开裂，并进行定尺切割；
(6)最后将冷轧带肋钢筋在980～1080℃退火1.5min，水淬快冷至室温，冷却速度大于20℃/s。
本实施例中，连铸坯经过固溶处理后，奥氏体岛状均匀分布在铁素体基体中，奥氏体体积分数为52％，组织中没有Cr2N析出相。冷轧总面缩率为62％时边缘不开裂；冷轧钢筋退火后的两相分布均匀。
图6是实施例2中的连铸坯经过固溶处理后的纵截面微观组织，即，连铸坯经过1080℃固溶处理30min后水淬快冷至室温的纵截面微观组织。从图6可以看出，奥氏体呈岛状均匀分布在铁素体基体中，奥氏体体积分数为52％，组织中没有Cr2N析出相。图7为直径16mm的冷轧带肋钢筋在1080℃退火1.5min后的纵截面微观组织，可以看出，在铁素体和奥氏体内部形成变形带消失，且大部分奥氏体晶粒呈长条状分布于铁素体基体。
表2列出了实施例2中冷轧带肋钢筋退火前后的力学性能测试结果，材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率的测试采用国家标准GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》。
表2实施例2中冷轧带肋钢筋退火后的力学性能
Figure BDA0003550009730000111
由以上实施例可知，本发明中的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的生产方法不经过热轧，节省了能源，降低了成本；铸坯经固溶处理后，组织均匀，冷轧总面缩率达85％时边缘不开裂，避免了传统工艺中热轧时因双相不锈钢热塑性差而造成的边裂缺陷；冷轧钢筋退火后的两相分布均匀，综合力学性能优异。
因而，本发明采用直接冷轧的方式制备双相不锈钢冷轧带肋钢筋，缩短生产流程的同时降低能源消耗，且可提高成材率和生产效率，降低生产成本；另一方面，由于铸坯固溶后进行大压缩率的冷轧，可充分利用加工硬化来进一步提高冷轧钢筋的屈服强度和抗拉强度，又可避免由加热引起的有害二次相(例如，Cr2N、M23C6、σ相)的析出。
与传统热轧+冷轧工艺相比，本发明制备的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的屈服强度和抗拉强度略高，伸长率与传统热轧工艺接近，耐腐蚀性能优异。

Claims (10)

1.一种双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，所述制备方法依次包括：冶炼、连铸或模铸、固溶处理、冷轧减径、冷轧压肋和退火处理；其中，
所述固溶处理步骤中，将所述连铸或模铸步骤得到的铸坯进行固溶处理，水淬至室温后，酸洗去除表面氧化铁皮；
所述冷轧减径步骤中，将固溶处理后的铸坯经过多道次的平、立交替冷轧减径轧制，得到冷轧圆棒；
所述冷轧压肋步骤中，将所述冷轧圆棒进行一道次冷轧压肋轧制，得到冷轧带肋钢筋；
所述退火处理步骤中，将所述冷轧带肋钢筋进行短时热处理。
2.根据权利要求1所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述冶炼步骤中，按照冶炼后钢水成分质量百分比为C≤0.10％、Mn≤5.5％、Si≤1.0％、P≤0.045％、S≤0.040％、1.0％≤Ni≤9％、20.00％≤Cr≤30.00％、0.1％≤Mo≤4.0％、0.10％≤N≤0.60％，余量为Fe和不可避免的杂质的化学成分配比准备好原材料，采用真空感应炉冶炼或中频感应炉冶炼，冶炼温度控制在1550～1600℃，冶炼时间为45～60min；
优选地，当采用中频感应炉冶炼时，需采用氩气作为保护气体。
3.根据权利要求1或2所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述连铸或模铸步骤中，将冶炼步骤得到的钢水连铸或模铸成公称直径为20～40mm的圆柱形铸坯，其中，浇注过热度为30～100℃，拉坯温度为1530～1575℃，拉坯速度为1.2～1.6m/min。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述固溶处理步骤中，固溶温度为1000～1150℃，保温时间为20～60min；
优选地，所述固溶处理步骤中，固溶处理的保温时间为20～30min；
优选地，所述固溶处理步骤中，所述水淬至室温采用快冷方式，冷却速度为10℃/s～100℃/s。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述冷轧减径步骤中，固溶处理后的铸坯经过多道次的平、立交替的冷轧，冷轧总面缩率为36～85％，得到公称直径为5.5mm～16mm的冷轧圆棒；
优选地，所述冷轧减径步骤中，所述多道次的平、立交替轧制在多辊孔型轧机上进行，轧辊孔型由椭圆孔型和圆孔孔型组成。
6.根据权利要求5所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述冷轧减径步骤中，所述多道次的平、立交替轧制包括如下步骤：
S1：将铸坯进椭圆孔型进行1道次平轧，随后翻转90°后进行1道次立轧，之后再进行平、立交替各轧制1道次，如此平、立交替轧制，直至将铸坯轧制成方坯形状；
S2：将S1步骤中得到的铸坯放入圆孔孔型进行倒角轧制2道次，其中，控制每道次的压下量不超过1.0mm；
S3：经S2步骤的倒角轧制后再重复进行S1步骤中的平、立交替轧制过程，当坯料纵截面长轴与短轴之比在1.3:1～1:1范围时，进入圆孔孔型进行倒圆轧制，进一步冷轧减径至成品规格直径的冷轧圆棒；
优选地，所述冷轧减径步骤中，每道次的压下量≤1.0mm；
优选地，所述冷轧减径步骤中，成品规格直径的冷轧圆棒的公称直径为5.5～16mm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述冷轧压肋步骤中，将所述成品规格的冷轧圆棒进行1道次冷轧压肋轧制，并进行定尺切割，得到公称直径为5.5～16mm的冷轧带肋钢筋。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述退火处理步骤中，将所述冷轧带肋钢筋在980～1100℃温度范围进行退火处理并保温后，水淬快冷至室温；
优选地，所述水淬快冷的冷却速度为20℃/s～100℃/s；
优选地，退火处理的保温时间为1～15min。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述双相不锈钢冷轧带肋钢筋包括奥氏体相和铁素体相，奥氏体相≥45％，铁素体相≥45％。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的双相不锈钢冷轧带肋钢筋的制备方法，其特征在于，
所述双相不锈钢冷轧带肋钢筋的公称直径范围为5.5～16.0mm，经退火处理后的室温抗拉强度为700～900MPa，屈服强度为440～620MPa，伸长率为28.0％～52.0％。
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