RU2764045C1 - Способ производства стальной высокопрочной арматуры - Google Patents
Способ производства стальной высокопрочной арматуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764045C1 RU2764045C1 RU2020141326A RU2020141326A RU2764045C1 RU 2764045 C1 RU2764045 C1 RU 2764045C1 RU 2020141326 A RU2020141326 A RU 2020141326A RU 2020141326 A RU2020141326 A RU 2020141326A RU 2764045 C1 RU2764045 C1 RU 2764045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strength
- steel
- reinforcement
- temperature
- wire rod
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/08—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стальной высокопрочной арматуры периодического профиля для армирования, в частности, железнодорожных железобетонных шпал нового поколения для высоконагруженных и скоростных путей сообщения. Способ производства стальной высокопрочной арматуры включает выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки путем нагрева в печи до температуры 900-940°С с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°С и окончательным охлаждением водой, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину. Выплавляют сталь химического состава, мас. %: углерод 0,78-0,82, марганец 0,70-0,80, кремний не более 0,25, сера не более 0,010, фосфор не более 0,010, хром 0,15-0,20, никель не более 0,10, медь не более 0,10, алюминий не более 0,005, бор 0,001-0,0025, ванадий 0,040-0,060, азот не более 0,008, железо – остальное. Соотношение бора к азоту B/N ≤ 0,4, соотношение алюминия к ванадию Al/V ≤ 0,125. Холодное волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 60-80%, после нанесения периодического профиля на заготовке проводят термомеханическую обработку путем среднетемпературного отпуска при температуре 340-400°С во время пластической деформации со степенью 1,0-1,4% с получением стальной холоднодеформированной высокопрочной арматуры, обладающей прочностью не менее 1700 Н/мм2, условным пределом текучести не менее 1600 Н/мм2, относительным удлинением при разрыве не менее 8,0% и обрывностью арматурных стержней при эксплуатации <0,2%. Получают высокопрочную холодно-деформированную арматуру с прочностью не менее 1700 Н/мм2, условным пределом текучести не менее 1600 Н/мм2, относительным удлинением при разрыве не менее 8,0%. Обрывность арматурных стержней при эксплуатации составляет <0,2%.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стальной высокопрочной арматуры, производимой методом холодного волочения и термомеханической обработки.
Известен способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры, включающий выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку на мерную длину.
Для реализации способа выплавляется сталь следующего химического состава, мас. %:
углерод | 0,77-0,85 |
марганец | 0,50-0,80 |
кремний | 0,20-0,37 |
сера | 0,016-0,020 |
фосфор | 0,016-0,025 |
хром | не более 0,10 |
никель | не более 0,10 |
медь | не более 0,10 |
алюминий | 0,01-0,03 |
бор | 0,001-0,003 |
железо | остальное |
соотношение Cr+Ni+Cu<0,14, а соотношение Аl/В в пределах 10-20.
Термическую обработку катанки осуществляют путем нагрева в печи до температуры 900-940°С с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°С и окончательным охлаждением водой, волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%.
Выбранные пределы содержания углерода (0,77-0,85%) в сочетании с марганцем (0,50-0,80%), хромом, никелем и медью (до 0,10% каждого при соотношении Cr+Ni+Cu<0,14%) при введении алюминия и бора в сталь (при соотношении Аl/В в пределах 10-20) позволяют измельчить микроструктуру стали при ее термообработке. Данный химический состав стали обеспечивает получение в конечном продукте - холоднодеформированной высокопрочной стальной арматуре прочность - не менее 1570 Н/мм2, условный предел текучести - не менее 1400 Н/мм2 и относительное удлинение при разрыве не менее 6% (RU, патент на изобретение №2471004 от 16.12.2011, класс МПК: C2D 8/08, C21D 9/52, С22С 38/54, B82Y 40/00, В82В 3/00 опубликовано: 27.12.2012, бюл. 36). Недостатком способа являются характеристики прочности и пластичности высокопрочной стальной арматуры при существующей современной тенденции наращивания этих свойств с целью повышения срока эксплуатации изделий, где эта арматура используется.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому, является способ производства стальной высокопрочной арматуры включающий выплавку стали следующего химического состава, мас. %:
углерод | 0,77-0,79 |
марганец | 0,70-0,80 |
кремний | 0,20-0,30 |
сера | не более 0,010 |
фосфор | не более 0,020 |
хром | 0,15-0,30 |
никель | не более 0,10 |
медь | не более 0,20 |
алюминий | не более 0,005 |
ванадий | 0,060-0,080 |
азот | не более 0,008 |
титан | не более 0,005 |
железо | остальное |
при соотношении Cr+Ni+Cu+Mn ≤1,4%, соотношении Al/V<0,09, прокатку в катанку, термическую обработку катанки путем нагрева в печи до температуры 900-940°С с последующей изотермической закалкой в течении 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°С и окончательным охлаждением водой, травление, холодное волочение с суммарной степенью обжатия 60-65%, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину.
Использование стали такого химического состава позволяет получить холоднодеформированную высокопрочную арматуру с прочностью не менее 1700 Н/мм2, условным пределом текучести не менее 1550 Н/мм2 и относительным удлинением при разрыве не менее 7,5% (Патент на изобретение РФ №2695719, кл.: C21D 8/08, С22С 38/54, В21В 1/16, В21С 1/00 опубликовано 25.07.2019).
Несмотря на достижение указанных прочностных характеристик в этом способе производства стальной холоднодеформированной арматуры, связанных с микролегированием стали Сr и V (хром в указанных концентрациях в стали упрочняет ее по твердорастворному механизму, а ванадий является сильным нитридообразующим элементом - VN, обеспечивающим измельчение структуры и упрочнение металла по механизму дисперсионного твердения или зернограничному механизму с сохранением высоких пластических свойств), основным недостатком такой катанки является ее микроструктура: наличие центрального мартенсита, который значительно охрупчивает структуру стали и приводит к высокой обрывности при ее использовании в производстве. Эти структурные дефекты обусловлены микрофизической - дендритной ликвацией, в основном, Mn, V и Сr. Центральный мартенсит микроликвационного происхождения образует V-образные надрывы в арматуре. Мартенситные участки обогащены Cr, V, Мn и Si (Сычков А.Б., Жигарев М.А., Нестеренко A.M. и др. "Высокоуглеродистая катанка для изготовления высокопрочных арматурных канатов" Бендеры, Полиграфист, 2010, с. 184). Наиболее значительная ликвационная неоднородность наблюдается по V (до 5,3 раз превышает его содержание в основном металле) и по Сr (до 3,4 раза). Кроме того, хром, марганец и кремний являются сильными закаливающими элементами. Недостатком этого способа является значительная обрывность при изготовлении и эксплуатации полученных арматурных стержней - 0,2-0,3%.
Для устранения негативных факторов, возникающих при совместном микролегировании Сr и V, необходимо снизить содержание этих сильно ликвирующих химических элементов в стали, но для сохранения необходимых высоких прочностных показателей произвести добавку бора. В стали, содержащей ванадий и бор, нитриды бора не успевают образоваться из-за преимущественного термодинамически обоснованного образования нитридов ванадия, при этом бор увеличивает пластичность катанки за счет модифицирования макростроения слитка и перераспределения примесей по границам зерен, а также деазотирующего эффекта. Кроме того, пластифицирующий эффект от микролегирования бором усиливается за счет подавления склонности к статическому деформационному старению стали.
Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в получении высокопрочной холодно-деформированной арматуры с прочностью не менее 1700 Н/мм2, условным пределом текучести не менее 1600 Н/мм2, относительным удлинением не менее 8,0%, при этом обрывность арматурных стержней при эксплуатации должна составлять <0,2%.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления стальной высокопрочной арматуры, включающем выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки путем нагрева в печи до температуры 900-940°С с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°С и окончательным охлаждением водой, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину, выплавляют сталь следующего химического состава, мас. %:
углерод | 0,78-0,82 |
марганец | 0,70-0,80 |
кремний | не более 0,25 |
сера | не более 0,010 |
фосфор | не более 0,010 |
хром | 0,15-0,20 |
никель | не более 0,10 |
медь | не более 0,10 |
алюминий | не более 0,005 |
бор | 0,001-0,0025 |
ванадий | 0,040-0,060 |
азот | не более 0,008 |
железо | остальное |
при соотношении бора к азоту B/N≤ 0,4, соотношении алюминия к ванадию Al/V ≤0,125, холодное волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 60-80%, после нанесения периодического профиля на заготовке проводят термомеханическую обработку путем среднетемпературного отпуска при температуре 340-400°С во время пластической деформации со степенью 1,0-1,4% с получением стальной холоднодеформированной высокопрочной арматуры, обладающей прочностью не менее 1700 Н/мм2, условным пределом текучести не менее 1600 Н/мм2, относительным удлинением при разрыве не менее 8,0% и обрывностью арматурных стержней при эксплуатации <0,2%.
Пример осуществления способа производства стальной высокопрочной арматуры.
По предложенному химическому составу была выплавлена сталь в условиях ПАО «ММК» в печи, проведена доводка стали на агрегате «печь-ковш», разлита на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в заготовку и прокатана в катанку круглого сечения диаметром 14,0 мм на сортовом стане «170». Фактический химический состав выплавленной стали составил, мас. %:
углерод | 0,81 |
марганец | 0,74 |
кремний | 0,24 |
сера | 0,004 |
фосфор | 0,007 |
хром | 0,19 |
никель | 0,08 |
медь | 0,05 |
алюминий | 0,002 |
бор | 0,002 |
ванадий | 0,060 |
азот | 0,008 |
железо | остальное |
Соотношение B/N составило 0,25 (≤0,4), соотношение Al/V 0,03 (≤0,125).
Термическая обработка катанки осуществлялась путем нагрева в проходной печи до температуры 900-940°С с последующей изотермической закалкой в течение 90 с в расплаве свинца при температуре 540°С и окончательным охлаждением водой. После травления полученной катанки производилось волочение катанки до диаметра 7,6 мм с суммарной степенью обжатия 71%. Проволочная заготовка была подвергнута термомеханической обработке (среднетемпературному отпуску при температуре 350°С во время пластической деформации со степенью 1,1%) с нанесением периодического профиля. После порезки на мерную длину, в конечном результате, была получена стальная холоднодеформированная высокопрочная арматура в прутках диаметром 7,5 мм с прочностью 1740 Н/мм2, условным пределом текучести 1630 Н/мм2, относительным удлинением 8,0%, при этом обрывность арматурных стержней при использовании у потребителя составила 0,1%, что свидетельствует о высоких качественных технологических показателях полученной высокопрочной арматуры.
Claims (3)
- Способ производства стальной высокопрочной арматуры, включающий выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки путем нагрева в печи до температуры 900-940°С с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°С и окончательным охлаждением водой, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину, отличающийся тем, что выплавляют сталь химического состава, мас. %:
-
углерод 0,78-0,82 марганец 0,70-0,80 кремний не более 0,25 сера не более 0,010 фосфор не более 0,010 хром 0,15-0,20 никель не более 0,10 медь не более 0,10 алюминий не более 0,005 бор 0,001-0,0025 ванадий 0,040-0,060 азот не более 0,008 железо остальное - при соотношении бора к азоту B/N ≤ 0,4, соотношении алюминия к ванадию Al/V ≤ 0,125 холодное волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 60-80%, после нанесения периодического профиля на заготовке проводят термомеханическую обработку путем среднетемпературного отпуска при температуре 340-400°С во время пластической деформации со степенью 1,0-1,4% с получением стальной холоднодеформированной высокопрочной арматуры, обладающей прочностью не менее 1700 Н/мм2, условным пределом текучести не менее 1600 Н/мм2, относительным удлинением при разрыве не менее 8,0% и обрывностью арматурных стержней при эксплуатации <0,2%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141326A RU2764045C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ производства стальной высокопрочной арматуры |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141326A RU2764045C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ производства стальной высокопрочной арматуры |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2764045C1 true RU2764045C1 (ru) | 2022-01-13 |
Family
ID=80040294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141326A RU2764045C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ производства стальной высокопрочной арматуры |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2764045C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54119323A (en) * | 1978-03-10 | 1979-09-17 | Nippon Steel Corp | Production of high strength reinforcing steel material of superior weldability |
RU2310534C1 (ru) * | 2006-04-13 | 2007-11-20 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Способ изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки |
RU2471004C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2012-12-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры |
RU2502573C1 (ru) * | 2012-11-01 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Способ изготовления высокопрочной проволочной арматуры периодического профиля |
RU2543045C1 (ru) * | 2013-11-27 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "БетЭлТранс" (ОАО "БЭТ") | Способ изготовления арматурной стали |
RU2695719C1 (ru) * | 2018-11-28 | 2019-07-25 | Акционерное общество "БетЭлТранс" | Способ изготовления арматурной стали |
-
2020
- 2020-12-14 RU RU2020141326A patent/RU2764045C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54119323A (en) * | 1978-03-10 | 1979-09-17 | Nippon Steel Corp | Production of high strength reinforcing steel material of superior weldability |
RU2310534C1 (ru) * | 2006-04-13 | 2007-11-20 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Способ изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки |
RU2471004C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2012-12-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры |
RU2502573C1 (ru) * | 2012-11-01 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" | Способ изготовления высокопрочной проволочной арматуры периодического профиля |
RU2543045C1 (ru) * | 2013-11-27 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "БетЭлТранс" (ОАО "БЭТ") | Способ изготовления арматурной стали |
RU2695719C1 (ru) * | 2018-11-28 | 2019-07-25 | Акционерное общество "БетЭлТранс" | Способ изготовления арматурной стали |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6388085B2 (ja) | 鋼板およびその製造方法 | |
US10000833B2 (en) | Thick, tough, high tensile strength steel plate and production method therefor | |
JP6156574B2 (ja) | 厚肉高靭性高張力鋼板およびその製造方法 | |
JP5979338B1 (ja) | 材質均一性に優れた厚肉高靭性高張力鋼板およびその製造方法 | |
RU2613265C1 (ru) | Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали класса прочности к60 для электросварных прямошовных труб | |
JP6819198B2 (ja) | 冷間鍛造調質品用圧延棒線 | |
US20170369976A1 (en) | Ultra-high strength thermo-mechanically processed steel | |
CN110541113A (zh) | 一种高强钢筋及其生产方法 | |
CN109957728B (zh) | 一种800MPa级紧固件用耐候冷镦钢盘条及其生产方法 | |
US9896750B2 (en) | Steel wire rod having high strength and ductility and method for producing same | |
JP2023504150A (ja) | 耐久性に優れた厚物複合組織鋼及びその製造方法 | |
RU2764045C1 (ru) | Способ производства стальной высокопрочной арматуры | |
RU2471004C1 (ru) | Способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры | |
CN114657456B (zh) | 一种1800MPa级高强韧性热成形钢及其热处理工艺 | |
RU2543045C1 (ru) | Способ изготовления арматурной стали | |
RU2695719C1 (ru) | Способ изготовления арматурной стали | |
RU2385350C1 (ru) | Способ производства штрипса для труб магистральных трубопроводов | |
RU2562203C1 (ru) | Способ производства холоднокатаного высокопрочного проката для холодной штамповки | |
RU2495142C1 (ru) | Способ производства толстолистового проката из низколегированной стали | |
RU2636542C1 (ru) | Способ производства круглого сортового проката из борсодержащей стали с повышенной пластичностью | |
JP3399780B2 (ja) | 熱間鍛造用棒鋼の製造方法 | |
RU2262539C1 (ru) | Сортовой прокат круглый из легированной стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных высокопрочных крепежных деталей | |
RU2793012C1 (ru) | Способ производства низколегированного рулонного проката | |
JPH0735545B2 (ja) | 高張力非調質ボルトの製造法 | |
RU126003U1 (ru) | Прокат передельный повышенной прочности для производства гаек класса прочности 8 и 9 |