[发明专利]大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋及其生产方法

说明书

本发明公开了一种大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋及其生产方法，所述精轧螺纹钢筋的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25～0.35%，Si：1.0～2.0%，Mn：2.0～3.0%，V：0.03～0.15%，Cr：0.2～1.0%，Mo：0.15～0.35%，P≤0.025%，S≤0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质元素；所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、方坯连铸、方坯加热、高压水除鳞、轧制、自然冷却、回火工序。本发明大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋碳含量低，金相组织为贝氏体/马氏体复相，产品表面和芯部性能均匀一致，塑韧性好，强屈比高，安全系数高，生产工艺简单。

技术领域

本发明涉及金属材料加工领域，尤其涉及一种大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋及其生产方法。

背景技术

预应力混凝土用螺纹钢筋（也称精轧螺纹钢筋），广泛应用于大型水利工程、工业和民用建筑中的连续梁和大型框架结构，公路、铁路大中跨桥梁、核电站及地锚等工程。它具有连接、锚固简便，粘着力强，张拉锚固安全可靠，施工方便等优点，而且节约钢筋，减少构件面积和重量。

为了满足我国建筑工程对更大直径精轧螺纹钢筋的需求，迫切要求开发出超大直径精轧螺纹钢筋品种以满足市场需求。

国内现此产品的生产工艺为：采用40Si2MnV牌号原料热轧后，根据不同的规格选择不同的调质处理工艺，成品金相组织为边部回火索氏体，心部铁素体+珠光体。按传统工艺生产的大规格精轧螺纹钢筋在张拉施工过程后会偶发“脆断”的现象，这种“脆断”现象实质上为氢脆所引起的。

针对大规格精轧螺纹钢筋淬透性差、组织均匀性差及易氢脆的问题，采用贝氏体钢路线，研发新的合金成分体系，采用空冷+低温回火工艺，不需要调质处理，研制“抗氢脆”大规格精轧螺纹钢筋具有重要的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋及其生产方法，该精轧螺纹钢筋碳含量低，具有更好的抗氢脆敏感性和抗延迟断裂的能力，同时强屈比高，安全系数高，生产方法工艺简单。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋，所述精轧螺纹钢筋的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.25～0.35%，Si：1.0～2.0%，Mn：2.0～3.0%，V：0.03～0.15%，Cr：0.2～1.0%，Mo：0.15～0.35%，P≤0.025%，S≤0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明所述精轧螺纹钢筋规格为Φ50～70mm，金相组织为贝氏体/马氏体复相。

本发明所述精轧螺纹钢筋力学性能指标为：屈服强度940～1030MPa，抗拉强度1100～1230MPa，强屈比1.17～1.19，最大力下总伸长率4.5～7.5%，断后伸长率7.5～12.0%，20℃冲击韧性70～80J。

本发明还提供了一种大规格930MPa级抗氢脆精轧螺纹钢筋的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、方坯连铸、方坯加热、高压水除鳞、轧制、自然冷却、回火工序；所述自然冷却工序，在冷床上空冷至室温；所述回火工序，回火温度为250～350℃，回火时间为40～50h。

本发明所述转炉冶炼工序，按照质量百分比为：C：0.25～0.35%，Si：1.0～2.0%，Mn：2.0～3.0%，V：0.03～0.15%，Cr：0.2～1.0%，Mo：0.15～0.35%，P≤0.025%，S≤0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质元素，设定冶炼钢水成分；转炉冶炼钢水出钢经LF精炼、方坯连铸工序得到165mm×165mm连铸方坯。

本发明所述方坯加热工序，将连铸方坯加热至1050～1100℃。

本发明所述轧制工序，轧制依次为粗轧、中轧、精轧。