一种耐高温钢筋及生产方法技术

一种屈服强度≥960MPa精轧螺纹钢筋，其组分及wt%为：C0.235～0.33%、Si0.45～0.7%、Mn2.2～2.4%、P≦0.025%、S≦0.025%、Cr0.1～0.3%、Ti0.015～0.03%、V0.04～0.06%，Als0.006～0.01%；贝氏体体积百分比不低于85%；生产步骤：常规冶炼并铸坯；对铸坯进行堆垛冷却并至室温；对铸坯加热；粗轧；精轧；自然空冷至室温并待用。本发明专利技术在现有装备无需改动的情况下，避免增加控冷设备，热轧态就能满足钢筋耐600℃高温半小时屈服强度下降不到1/3的要求，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种屈服强度≥960MPa精轧螺纹钢筋，其组分及wt%为：C0.235～0.33%、Si0.45～0.7%、Mn2.2～2.4%、P≦0.025%、S≦0.025%、Cr0.1～0.3%、Ti0.015～0.03%、V0.04～0.06%，Als0.006～0.01%；贝氏体体积百分比不低于85%；生产步骤：常规冶炼并铸坯；对铸坯进行堆垛冷却并至室温；对铸坯加热；粗轧；精轧；自然空冷至室温并待用。本专利技术在现有装备无需改动的情况下，避免增加控冷设备，热轧态就能满足钢筋耐600℃高温半小时屈服强度下降不到1/3的要求，降低了生产成本。【专利说明】
本专利技术涉及一种建筑用钢筋及其生产方法，具体属于一种耐高温钢筋其生产方法。特别在600°c高温下半小时屈服强度下降不超过1/3的要求。
技术介绍
随着国内住宅建筑向高层发展，楼层越做越高，使钢筋的防火问题愈显突出，在火灾的高温作用下，钢材的强度和刚度会明显降低，并可能发生建筑物倒塌而酿成巨灾。一旦发生火灾，燃烧物使周围温度迅速超过300°C以上，而混凝土一般温度在300°C以下基本变化不大，600°C抗压强度衰减一半，800°C只有原来的10%。2001年“9.11”事件中，美国纽约的世贸中心受飞机撞击，使大量航空燃油爆炸燃烧后引起倒塌便是一例。因此开发一种耐高温的钢筋使得建筑物能够在高温下承受足够长的时间而不会因为钢筋强度降低而倒塌是非常重要的，人们可以拥有足够自救时间，通过楼梯跑到低楼层获救。经检索:中国专利申请号为CN201210340402.7的专利文献，公开了一种混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋及其制备方。其经过钢水冶炼、钢水浇涛、钢坯控轧控冷，得到具有下列质量比的化学成分的混凝土用600MPa高性能耐火抗震钢筋:C:0.15~0.20%，S1:0.45 ~0.65%, Mn:0.80 ~1.05%, Cr:0.60 ~0.80%, V:0.050 ~0.070%, B:0.0008 ~0.0020%, S≤0.045wt%, P^0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。本专利技术具有生产成本低、工艺适用性及控制性强等特点，钢的显微组织分布均匀且形态好，铁素体细晶效果显著，高温屈服强度明显高于普通钢材，具有较好的耐火性，高强度，高塑韧性，良好的焊接及抗震性，综合性能优异 。其不足是:600°C下的屈服强度为常温下的50%左右，相对耐火性能仍显不足，而且轧制过程中需要分段控制冷却速度，对设备要求较高。中国专利申请号为CN201310593620.6的专利文献，公开了一种630MPa级以上高强钢筋，该高强钢筋的重量百分比成分为M:0.28%-0.38%、硅:0-0.35%、锰:0-0.90%、铬:0.80%-1.50%、镍:3.00%-4.00%、钥:0.40%_0.60%、磷:0-0.015%,硫:0-0.015%,氢:0-2.0ppm、钒:0.10%-0.20%、钛:0-0.025%、铜:0-0.20%、铝:0-0.05%,0-0.50% 残余元素，其余为Fe。其不足是生产该钢筋的工艺复杂，成分较多易造成性能波动大，且该钢筋不具备耐高温性能。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供一种在保证钢筋基本力学性能的前提下，屈服强度≤500MPa，在600°C高温下半小时屈服强度下降不超过1/3的耐高温钢筋及生产方法。本申请为了实现上述目的，对实现本申请的目的的起影响或者关键作用的合金元素及工艺进行了深入的研究其结果，为了即使在保证基本性能的前提下，还能实现在600°C高温下半小时屈服强度下降不超过1/3，因此提出了采用在成分方面主要是采用了 V的添加量控制在0.03~0.05%，这样能使添加的V与钢中的碳、氮原子形成细小的碳化物和碳氮化物，这些碳化物和碳氮化物在奥氏体转化为铁素体和珠光体的过程中和转变后逐渐析出，起到细化钢筋的室温组织的作用，并阻碍晶格中的位错运动，产生沉淀强化的作用，最终达到改进钢的强韧性；其次还同时添加了元素硼和稀土，能进一步提高钢的高温强度，改善热塑性；成分的优化，还需要匹配的工艺才行，因此，经研究，工艺方面主要是采取了开轧温度在:1000~1100°C，精轧终轧温度在800~880°C，目的是终轧温度更接近相变温度，使晶粒得到细化，同时也有利于钒的析出物更加细小和弥散。实现上述目的的措施: 一种耐高温钢筋，其组分及重量百分比含量为:c 0.18~0.25%、Si 0.8~1.2%、Mn1.2 ~1.6%、P 兰 0.03%、S 兰 0.02%、稀土元素 0.05 ~0.15%、V 0.03 ~0.05%、A10.1 ~0.3%, Mo0.2 ~0.3%, B0.001 ~0.005%，其余为 Fe 和杂质元素。优选地:V的重量百分比含量为0.033~0.046%。生产一种耐高温钢筋的方法，其步骤: 1）常规冶炼并铸坯，控制出钢温度在1660~1690°C，铸坯拉速不高于1.8m/min ； 2)对铸坯进行自然堆垛冷却并至室温； 3)对铸坯加热，控制均热段温度为:1080~1165°C，加热时间在105~125min； 4)进行粗轧，并控制其开轧温度在:985~1065°C； 5)进行精轧，控制其终轧温度在78(T86(TC范围； 6)自然空冷至室温待用。本专利技术中各元素及主要工序的作用 C:c是扩大和稳定奥氏体兀素，提闻钢材强度最有效的兀素，也能提闻耐热钢的闻温强度，但是当其含量低于0.18%时，会导致力学性能不足而增加合金添加量从而增加了生产成本，当其含量高0.25%，会产生塑性和韧性下降，使得焊接性能不合格，因此，本专利技术C选择在0.18~0.25%。S1:是一种廉价的置换强化元素，可以显著提高钢的强度，但是Si含量过高会影响钢的焊接性能，以及恶化热塑性，所以选择Si的范围在0.8~1.2% Mn:显著降低钢的相变温度，通过控制轧制过程，细化晶粒，综合提高钢的综合性能，但Mn太高会导致可焊性和焊接热影响区热性恶化，而且会损害耐热钢的抗氧化性能，所以选择Mn的范围在1.2~1.6% ； P、S:作为有害元素，其含量越低越好。S含量过高，会形成大量的MnS夹杂，降低钢材的机械性能，因此含量越低越好，所以选择S的范围在S 0.02% ；P易在晶界偏析，增加钢筋的脆性，因此含量越低越好，所以选择P的范围在=0.03%。B:钢中加入极少量的硼可以显著影响材料的性能，其抑制P、S偏析和沿晶断裂，提高冲击性能，改善夹杂物的形态和分布，硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温性能。当硼的含量大于0.005%时，其对钢的效果不再随含量的增加而增加，反而增加了成本，硼的控制量在0.0010~0.0050%范围 V:是微合金化钢最常用也是最有效的强化元素之一。钒的作用是通过形成VN、V (CN)来影响钢的组织和性能，它主要是在奥氏体晶界的铁素体中沉淀析出，细化铁素体晶粒，提高钢的高温强度。V低于0.03%时，析出强化效果不能够满足力学性能要求，V低于0.1%时，析出强化效果不能够满足力学性能要求，V高于0.05%时，析出强化使强度太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温钢筋，其组分及重量百分比含量为：C：0.18～0.25%、Si：0.8～1.2%、Mn：1.2～1.6%、P≦0.03%、S≦0.02%、RE：0.05～0.15%、V：0.03～0.05%、Al：0.1～0.3%、Mo：0.2～0.3%、B：0.001～0.005%，其余为Fe即不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志东，徐志，范植金，吴杰，何杰斌，周新龙，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42