本发明专利技术公开了一种高强度抗震建筑用钢筋及其制造方法。该建筑用钢筋的化学成分按重量百分数计为：C：0.14～0.22、Si：0.50～1.50、Mn：1.00～1.60、P≤0.025、S≤0.020、Al：0.10～1.30，其余为Fe及不可避免的杂质；该建筑用钢筋的制造方法，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、精炼处理、连铸、热连轧、轧后控冷的步骤。实践证明，按照本发明专利技术制造方法生产的高强度抗震钢筋具备高强度、低屈强比、高强塑积以及优良抗震性能的特点。
High strength anti-seismic reinforcing steel for building and manufacturing method thereof
The invention discloses a high-strength anti-seismic reinforcing bar for building and a manufacturing method thereof. The chemical composition of the steel used in construction according to the weight percentage: C:0.14 ~ 0.22, Si:0.50 ~ 1.50, Mn:1.00 ~ 1.60, P = 0.025, S = 0.020, Al:0.10 ~ 1.30, the impurities of Fe and unavoidable; the construction method of making steel, including hot metal pretreatment, smelting, refining and processing continuous casting, hot rolling, controlled cooling after rolling steps. Practice has proved that the high-strength earthquake resistant steel bar produced by the method of manufacture according to the invention has the characteristics of high strength, low yield ratio, high strength plastic accumulation and excellent seismic performance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑用钢
，具体是指一种。
技术介绍
由于地震等自然灾害频发，建筑结构的安全性及抗震性能得到人们极大的重视， 建筑用钢筋性能要求也越来越高。本专利技术之前，申请号为200710026499. 3的中国专利技术专利公开了一种生产含铌HRB400MPa级钢筋的方法，采用Nb微合金与Nb、V复合微合金化，其化学成分(wt% )为 C :0. 18 0. 24、Si 0. 40 0. 65,Mn 1. 00 1. 50, Nb 0. 03 0. 045、 S彡0. 045、P彡0. 045、V :0 0. 035，生产方法为连铸坯矫直温度不低于950、加热温度 1100 1250、均热温度1150 1230，开轧温度1050 1100，钢筋具有高强度、抗震性和可焊性。申请号为2004100652M的中国专利技术专利提供了一种高强度抗震热轧钢筋用钢，其化学成分(wt% )为 C :0. 07 0. 16、Si 1. 2 2· Ο,Μη 1. 5 2. 0、Cr 彡 0. 4、V :0· 02 0. 14，在通用的轧钢设备上采用普通的轧制工艺生产出屈服强度(Rpa2) 550MPa、强屈比 Rffl/ReL(Rp0.2) ^ 1.45的高强度、抗震性良好的热轧钢筋或高强度棒材。在国外，专利号为JP9137222的日本专利公开了一种化学成分(wt % )为C 0. 15 0. 50、Si 0. 15 1. 50、Mn :0. 30 2. 50、Cr :0. 02 2. 00、V :0. 01 0. 40、Nb 0. 005 0. 40,N 0. 003 0. 02,Cu 0 0. 50,Ni 0 0. 50的抗震钢，其制造工艺包括加热到1050 1250进行热轧、以0. 1 3. 0°C/s速度快速冷却、中间轧制以及在500 700 下1 ^内完成终轧等步骤，生产的钢筋具有高强度、低屈服比和优异抗震性能。日本的另一专利号为JP9095735的专利技术专利，提供了一种高强度钢筋，其化学成分(wt% )为C: 0. 10 0. 40、Si 0. 05 0. 60、Mn :0. 60 2. 00 以及 Al、N、B、P、S、Ni、Mo、Ti、V 或 Nb 等组成，生产方法为加热到950 1250°C进行粗轧、快速冷却后进行中间轧制或终轧，获得细微铁素体-贝氏体组织，钢筋的屈服强度达到345MPa以上、屈强比小于0. 8、屈服平台延伸率大于1. 4%，夏比冲击值不小于27J/cm2，具有较好的抗震性能和较高的屈服强度。以上现有高强度钢筋主要采用合金化结合控制控冷工艺来实现，其钢成分复杂、 合金元素含量高成本偏高，而且存在钢产品强度不高、延伸率低以及屈强比偏高的问题，另外，它们的制造工艺流程复杂，这些问题直接影响了建筑结构的建造成本及安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种。该建筑用钢筋成分简单并且具备高强度、低屈强比、高强塑积以及优良抗震性能的特点，而且其制造工艺流程简单，生产成本低廉。为实现上述目的，本专利技术所设计的高强度抗震建筑用钢筋，其化学成分按重量百分数计为c :0. 14 0. 22, Si 0. 50 1. 50,Mn :1. 00 1. 60,P 彡 0. 025, S ^ 0. 020,Al 0. 10 1. 30，其余为！^及不可避免的杂质。本专利技术高强度抗震建筑用钢筋的制造方法，是按照常规纯净钢工艺进行生产，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、精炼处理、连铸、热连轧、轧后控冷的步骤，其特殊之处在于轧制时钢坯冷装入加热炉，入炉预热段温度控制在700°C以下，加热温度为1150 1230°C，加热时间为2 4h，粗轧温度控制为1040 1150°C，而且粗轧完成时温度控制在950°C以上，并按照常规棒材热连轧工艺轧制钢坯，终轧温度为840 900°C。进一步地，根据钢筋直径规格采用以下不同轧后控冷工艺棒材直径小于等于25mm时，轧后直接以50 300°C /s快速冷却至150 300°C， 并在该温度下保持50 100s，然后进行热处理，热处理温度控制为350 450°C，保温时间 2 ％iin，热处理结束后空冷；棒材直径大于25mm时，轧后直接以50 300°C /s,快速冷却至200 300°C，采用余热处理直接空冷。以下就本专利技术高强度抗震建筑用钢筋的化学成分及其制造方法进行分析说明C是钢中的主要强化元素，钢中必须存在一定的C含量以确保钢的强度。此外，在热处理或余热处理时，能确保有足够的C原子从马氏体扩散到残余奥氏体中，增加残余奥氏体的化学稳定性，从而在塑性变形时，产生相变诱导塑性，使钢具有较好的强度和塑性。 但碳含量过高，钢的焊接性较差，因此，本专利技术将碳重量百分含量需控制在0. 14 0. 22%。Si是一种固溶强化元素，可提高钢的强度。同时Si还是一种较强的非碳化物形成元素，可显著抑制热处理或余热处理时渗碳体的析出，提高残余奥氏体的稳定性。Si含量不宜过高，以免降低钢的韧性及影响钢的焊接性能。钢中Mn可以提高钢的强度，并可增加残余奥氏体的稳定性，提高组织中残余奥氏体的体积分数。此外，Mn能降低渗碳体的开始析出温度，降低C在铁素体和奥氏体中的活度系数，增大C在铁素体中的溶解。除此以外，Mn还能使Bs、Ms点降低，1 %的Mn可降低Ms 点约30°C。过高的Mn含量降低钢的韧性及塑性，并降低钢的焊接性能，因此，Mn的重量百分含量控制在1.00 1.60%。本专利技术钢的P、S限定在P≤0. 025%、S≤0. 020%的较低水平，因为钢中P、S都是有害元素，理论上要求其含量越低越好，按照生产纯净钢工艺冶炼，才能保证本专利技术钢的性能。在本专利技术钢中Al的作用与Si相似，也是一种固溶强化元素，但效果比Si略差。Al 也阻碍热处理或余热处理时渗碳体的析出，提高残余奥氏体的稳定性。本专利技术的制造方法采用按照常规纯净钢工艺进行生产，铁水经预脱硫、转炉冶炼、 精炼处理后，可降低钢中的P、s等杂质元素的含量，同时将有害气体，如0、Ν、Η等气体控制在较低水平，实现纯净钢质的功能。为了消除部分铸坯缺陷，轧制时钢坯冷装入加热炉，入炉预热段温度控制在700°C以下，可避免过大温差使钢坯内部产生超负荷的内应力。Al是缩小奥氏体相区的元素，当铝含量较高时，钢坯组织要完全奥氏体化的加热温度较高，为了保证钢坯奥氏体化而且组织均勻，加热温度控制在1150 1230°C，同时，高温加热时间不能过长，控制在2 4h，避免产生脱碳等表面缺陷。粗轧开轧温度控制为1040 1150°C，且粗轧完成温度控制在950°C以上，有利于保证钢坯在粗轧过程中有较好的塑性，同时确保在轧制过程，奥氏体发生反复再结晶，从而细化奥氏体晶粒。终轧温度控制在840 900°C，因为在此区间轧制，奥氏体很难发生动态再结晶，因而在轧制过程中所产生的大量缺陷，如位错、形变带等，将在随后的快冷中被保留下来，从而细化马氏体组织及提高钢的力学性能。 进一步地，在冷却步骤中，根据钢筋直径规格采用以下不同轧后控冷工艺棒材直径小于等于25mm时，轧后直接以50 300°C /s快速冷却至150 300°C并保持50 100s，这主要是轧制后本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高强度抗震建筑用钢筋，其化学成分按重量百分数计为：Ｃ：０．１４～０．２２、Ｓｉ：０．５０～１．５０、Ｍｎ：１．００～１．６０、Ｐ≤０．０２５、Ｓ≤０．０２０、Ａｌ：０．１０～１．３０，其余为Ｆｅ及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗国华，范植金，尹云洋，陈颜堂，朱玉秀，朱从茂，陈玮，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：83
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