[发明专利]抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋

说明书

技术领域

本发明属于钢铁新材料技术领域，特别是提供了一种抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋。

背景技术

目前世界上还没有任何钢铁企业可以生产这种兼具抗震与耐候性能的高强度YS700MPa级热轧带肋钢筋。美国MMFX公司是世界上唯一开发出具有良好耐候性能的G100级（YS100ksi级，即YS690MPa级）热轧钢筋的厂家。该公司采用很高的接近铁素体不锈钢的Cr含量（8-10.9%Cr），使得G100级钢筋不仅达到690MPa以上的高屈服强度，而且保证了G100级钢筋具有非常良好的耐大气腐蚀性能。这对于各种桥梁和公路设施（例如钢筋混凝土桥面、公路路面、高速公路防撞墩和人行道），海洋和海岸工程结构（例如海洋平台、防波堤、码头、浮桥、系泊处和海岸栏），腐蚀环境中的高应力结构（例如冷却塔、烟囱、储煤仓、隧道内衬、储水槽罐以及造纸厂、化工厂、水处理厂和污水处理厂的工程结构），能够延长钢筋混凝土构件的使用寿命，降低工程结构的维修和构件更换成本，具有长远和巨大的经济与社会效益。但是，G100级钢筋的总伸长率仅达到7.2-10%，而强屈比TS/YS只有1.05-1.18，达不到抗震建筑结构对于钢筋强屈比的技术指标要求TS/YS≥1.25。

近年来由钢筋腐蚀导致钢筋混凝土桥面和其他工程构件失效引起各国的重视。例如美国每年由于腐蚀造成的损失达到3000亿美元，其中仅高速公路桥的腐蚀损失就高达800亿美元，绝大多数是由于钢筋腐蚀造成钢筋混凝土构件毁坏引起的。我国不仅面临由钢筋腐蚀导致的钢筋混凝土结构损毁问题，而且地处世界最强的环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震活动频繁，平均每年发生30次5级以上地震，6次6级以上强震，1次7级以上大震，占全球大陆地震的1/3左右，是世界大陆地震最多的国家。因此，对于我国的钢筋混凝土工程结构，不仅要求钢筋提高强度和耐大气腐蚀性能，而且要求钢筋具有良好的抗震性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋，满足了我国建筑、交通、能源、海洋开发、国防建设和各种工程结构对抗震耐候高强度钢筋的近期和长远需求；该钢筋在屈服强度和抗拉强度满足指标要求（YS≥700MPa，TS≥900MPa）的条件下，不仅耐候性能优于世界名牌耐候钢Corten A，而且断后总伸长率达到12.5－18.0%，均匀伸长率达到5.5-9.5%，强屈比达到1.27-1.45，满足了抗震性能的技术指标要求，成为世界上第一个兼具抗震与耐候性能的YS700MPa级高强度热轧钢筋。根据抗震耐候和热轧强度级别的特点，将该钢命名为HRB700SW，其中HRB表示热轧带肋钢筋Hot-Rolled Ribbed-Bar（或Hot-Rolled Rebar），700表示屈服强度级别（MPa），S表示抗震Seism-resistant，W表示耐候Weathering-resistant。

本发明是在申请人此前开发的热轧强度模型基础上，分析了高强度钢的强塑化机理与途径，以及高强度热轧钢筋的现场实际工艺设备条件、加工与使用性能、合金成本等因素对各种强化途径的限制，例如热轧长型材孔型对热轧形变热处理TMCP技术的限制，焊接性能对快速水冷和回火马氏体组织的限制，抗震性能和屈强比对细化强化的限制，微合金化方法和高温快轧对析出强化的限制，合金化成本对有效的相变强化元素（例如Ni、Cr等）的限制等技术难点后，提出了在保证良好耐大气腐蚀性能所必要的低镍铬含量的基础上，采用以贝氏体为基础的复相组织与析出强化相结合的复合强化途径。

本发明的抗震耐候高强度YS700级热轧钢筋HRB700SW，采用低镍铬含量（Ni<2.0%，Cr<2.0%）与钒氮微合金化相结合的成分设计，其中，C：0.20～0.25、Si：0.40～0.80、Mn：1.20～1.60、P≤0.035、S≤0.035、V：0.06～0.20、N：0.010～0.030、Ni：0.20～2.0、Cr：0.20～2.0、Ti：0.01～0.03，余量为Fe；均为质量百分比数。