[发明专利]一种700MPa级螺纹钢筋及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种700MPa级螺纹钢筋及其生产方法，属于钢铁冶金和轧钢领域。 

背景技术

建筑用钢筋占据钢铁总产量的较大比例，而低强度等级钢筋使用比例较高，这对建筑的安全等级和钢铁行业节能降耗均会产生不利影响。随着经济的发展，钢筋将向着更高强度等级、多功能化和高品质化等方向发展。目前新修订的国标内钢筋等级增加了600MPa级钢筋，使得现有的国标达到了国际先进水平。但同时要看到，国外早已主要使用400MPa级及以上级别钢筋，同时在推广500MPa级钢筋，高强钢筋的推广应用已达到一个成熟的水平，而更高级别的钢筋开发也已走在前列。目前日本已开发出USD685MPa-USD1275MPa系列高强钢筋，用于60m以上的混凝土建筑，韩国在2007年将SD600和SD700钢筋加入标准，且在近年正在开发700MPa级以上，甚至1000MPa级钢筋。澳大利亚同样在未来把800MPa级钢筋作为主要研发方向，可见，国内高强度钢筋在应用和开发方面与国外尚有一定差距，具有很大的发展空间。 

国内实现应用的最高等级为600MPa级钢筋，尚无700MPa级钢筋的应用报道，众所周知，高强度钢筋在提高建筑安全性、节省钢筋用量和扩大建筑空间方面具有巨大的作用，同时替代低级别螺纹钢筋可降低钢筋使用成本，减少因SO₂、CO₂等气体排放所带来的环境污染，因此，开发高强度级别钢筋具有重大的意义。螺纹钢是建筑的主要支撑结构，用量大，使用范围广，这就要求高强度螺纹钢的成本控制在合理的范围内，以便于大规模推广和应用。目前国内有少量实验室研究的700MPa级钢筋，但存在合金成本较高，焊接难度较大等极大限制高强度钢筋推广的问题，如钢铁研究总院申请的“抗震耐候高强度YS700MPa级热轧钢筋”化学成分为：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，结合其实施例Cr、Ni含量为成分范围中 限，可知其Cr和Ni等合金元素较高，成本和碳当量均难以控制在适当水平，同时，其最大力总伸长率仅为5.5％-9.5％，塑性较差。而余热处理钢筋和精轧螺纹钢筋同样存在焊接困难，成本高，塑性差的局限性，因此，开发具有低成本、易焊接的高强塑性热轧螺纹钢筋具有重要的意义。 

发明内容

本专利旨在提供一种通过微合金化技术生产，组织以铁素体和珠光体为主，力学性能稳定，满足大规模生产和使用需要的低成本700MPa级螺纹钢筋。 

为实现上述发明，采取如下技术方案： 

一种700MPa级螺纹钢筋其基本成分为：C0.28～0.32％，Si0.40～0.80％，Mn1.20～1.60％，V0.18～0.24％，Nb0.02～0.06％，Ni0.02-0.10％，N200～300ppm；可选成分：Ti0.001～0.020％,Mo0.01～0.05％，Cu0.02～0.10％中的任意一种或两种以上的组合；其余为Fe和不可避免的杂质。 

结合螺纹钢轧制速度快，轧制温度高，变形量难以调整的特点，选择微合金化技术手段提高其强度，V是一种重要的微合金强化元素，其奥氏体晶粒细化效果较弱，但能够在轧制过程中析出纳米级V(C,N)化合物，增加铁素体形核点，阻止铁素体晶粒长大，具有极强的析出沉淀强化作用，可以显著提高螺纹钢筋的屈服强度；Nb能对铁素体/奥氏体界面的迁移产生强烈的拖拽作用，提高奥氏体再结晶温度，细化晶粒，提高钢材强度，具有较强的细晶强化作用。而复合添加钒和铌可增大其固溶度，降低溶解析出温度，通过细晶强化和析出沉淀强化作用使钢筋达到较高的屈服强度同时保持良好的塑性。此外，一定量的Ni可以降低相变温度，细化组织，改善韧性，同时可通过固溶强化提高基体强度。