[发明专利]一种小规格600MPa级抗震螺纹钢筋及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗震钢筋及其制造方法，特别涉及一种小规格屈服强度大于600MPa级抗震螺纹钢筋及其制造方法，属于钢铁冶金及其轧钢领域。

背景技术

高强度钢筋尤其是600MPa钢筋具有强度高、安全储备量大、抗震性能好、能节省钢材用量、施工方便等优越性能，更适用于高层、大跨度和抗震建筑结构，是一种更节约、更高效的新型建筑材料。现在国内已逐步开展600MPa级热轧钢筋HRB600的研发，并取得了一定的成效，但600MPa级抗震钢筋的研发具有一定的瓶颈，抗震钢筋要求强屈比≥1.25，最大力总伸长率≥9%，热轧高强度钢筋目前的强化手段主要是通过微合金化技术细化晶粒来实现，但细化晶粒易导致强屈比降低，对抗震性能不利。

小规格螺纹钢筋具有压缩比大、轧制和冷却速度快的特点，更容易得到晶粒细小的显微组织，这对于小规格螺纹钢筋的抗震性能是明显不利的，也给研发工作带来了一定的难度。

目前国内600MPa级钢筋的研发主要采用微合金化工艺，通过添加微合金化元素钒、铌等提高强度，但还存在强屈比偏低，不满足抗震性能等问题，如河北钢铁承德公司申请的专利公开号为102383033A，名称为“一种600MPa级含钒高强热轧钢筋及其生产方法”的专利，V含量控制在0.08-0.12wt%，组织为铁素体+珠光体，R_m/R_eL<1.25，未列出Agt；江苏永钢申请的专利公开号为102839334A，名称为“一种600MPa级的热轧带肋钢筋用钢及其冶炼方法”的专利，V含量控制在0.15-0.25wt%，R_m/R_eL<1.25，未列出Agt；莱芜钢铁申请的“HRB600钢筋及其生产方法”，V含量控制在0.08-0.12wt%，R_m/R_eL<1.25，未列出Agt；武钢集团昆明钢铁股份有限公司申请的“铌钛硼微合金HRB600高强度抗震钢筋及其制备”，虽然满足抗震要求，但显微组织为针状、仿晶界型铁素体，珠光体和粒状、板条状贝氏体组织，工艺控制复杂，需要较低的轧制温度和轧后超快速冷却，对设备要求较高，且较低的终轧温度易导致淬回火马氏体的产生，不符合标准对组织的要求。

V-N微合金化技术通过细化晶粒提高强度的同时，降低了强屈比，这在小规格螺纹钢产品中表现更为明显，因此，有必要解决小规格螺纹钢强屈比偏低的问题。

发明内容

本专利提供了一种小规格600MPa级抗震螺纹钢筋及其制造方法，通过V-N微合金化技术生产，组织以铁素体和珠光体为主，力学性能稳定，屈服强度>620MPa，抗拉强度>750MPa，断后伸长率＞14%，最大力总伸长率＞9%，强屈比＞1.25，规格为12～14mm，此小规格螺纹钢筋满足抗震螺纹钢筋要求。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种小规格600MPa级抗震螺纹钢筋，以重量百分比计包含如下组分：C0.23～0.28%，Si0.60～0.80%，Mn1.00～1.60%，V0.12～0.14%，N0.010～0.030%，Cr0.55～0.60%，以及余量的Fe及不可避免的杂质。

进一步讲，还包含以重量百分比计的如下组分Nb0.001～0.040%，Ti0.001～0.020%，Al0.001～0.010%，Cu0.001～0.050%中的任意一种或两种以上的组合。

本发明小规格600MPa级抗震螺纹钢筋采用V-N微合金技术，主要是通过V(C，N)化合物的析出，同时细化晶粒提高强度，而细晶强化和析出强化对提高强屈比是不利的，针对这种情况，发明人通过大量的研究发现可以添加适量的Cr0.55～0.60%，Cr元素可提高V的固溶强化效果，减少细晶和析出强化，在保证屈服强度的同时，大幅度提高抗拉强度，引入Cr对钢筋强屈比的提高有利。

以下具体说明其他元素的作用及原理：

C能够通过固溶强化显著提高抗拉强度，有利于提高强屈比，因此，C含量应尽可能设计在较高的水平，但C含量过高会降低钢的塑性和韧性，恶化钢的焊接性能，为保证钢筋具有良好的综合性能，C含量的范围设为0.23～0.28％。

Si是一种固溶元素，可固溶于铁素体中，提高弹性极限和屈服极限，由于固溶强化可同时提高抗拉强度和屈服强度，不会降低强屈比，因此，Si元素控制在一个较高的水平，Si含量范围为0.60～0.80%。