[发明专利]一种500MPa级含铌螺纹钢筋及其制造方法

说明书

一种500MPa级含铌螺纹钢筋及其制造方法，属于螺纹钢筋生产领域。该钢筋包括：C0.20～0.25％，Si0.5～0.8％，Mn1.2～1.6％，P0.01～0.04％，S0.01～0.04％，Ti0.005～0.02％，RE0.001～0.01％，Nb0.015～0.035％，O0.003～0.01％，N0.003～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；该钢筋中，当量直径为0.003～0.03μm的含Nb化合物的析出物的数量为50～500个/μm²；当量直径为0.03～3μm的含RE化合物和/或含Ti化合物的夹杂物的总数量为2000～4000个/mm²。其制备方法为：冶炼、夹杂物控制、连铸、连铸坯加热、轧制钢筋。该方法实现500MPa级螺纹钢筋低成本高质量生产。

技术领域

本发明属于螺纹钢筋生产技术领域，特别涉及一种500MPa级含铌螺纹钢筋及其制造方法。

背景技术

螺纹钢筋是建筑、交通、工程等领域的重要原材料，在钢铁产品中产量最大、应用最广。推广应用高强度钢筋能减少钢材用量，优化建筑结构设计，对于促进节能减排、淘汰落后产能具有重要意义。目前，我国热轧螺纹钢筋的应用以400MPa级为主，500MPa级钢筋用量较少，仍需进一步推广应用。长期以来，高强度钢筋的生产以钒微合金化技术为主，通过钒的碳氮化物析出提高钢筋强度。但是，由于钒合金价格的升高导致钢筋生产成本增加，铌微合金化受到越来越多的关注，相继开发了含铌钢筋的生产技术。

专利CN1952198A公开了一种含微量铌的控冷钢筋用钢及其生产方法，通过控制冷却的方法提高添加微量Nb的钢筋的强度。但由于没有对钢中Nb的存在状态和强化方式进行有效控制，钢筋的强度仅达到400MPa级别，不能满足500MPa级别要求。

专利CN102071357A公开了一种富氮铌钒微合金化500MPa、550MPa高强度抗震钢筋及冶炼方法，通过增N和降V、Nb，使微合金V、Nb的强化效果得到充分发挥。钢筋采用了V、Nb复合添加的方法，成本较高，并且高的N含量对冶炼造和浇铸成不利影响。

专利CN102400044A公开了一种铌钛复合微合金化热轧带肋钢筋及其生产方法，采用Nb-Ti复合微合金化工艺来降低钒铌合金成本。但由于没有对钢中Nb和Ti的存在状态以及夹杂物特征进行有效控制，钢筋的强度仅达到400MPa级别，不能满足500MPa级别要求。

专利CN102796962A公开了一种铌钛硼微合金HRB600高强度抗震钢筋及其制备，添加了较高的Cr、Nb、B、Ti合金，并采用低温控轧控冷的方法，提高了合金成本和生产难度。

从现有技术来看，采用Nb微合金化或复合微合金化可以减少V合金用量，降低合金成本，但是现有的含铌钢筋成分体系和工艺还存在较多的不足之处，铌的强化作用还未得到充分发挥，含铌钢筋的生产工艺还需进一步优化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种500MPa级含铌螺纹钢筋及其制造方法，解决了目前含铌钢筋中铌的强化效果不足或采用控轧控冷工艺生产难度大等问题，在降低合金成本、简化轧制工艺的条件下实现含铌螺纹钢筋显微组织的细化和强度的提高。本发明对钢筋成分和夹杂物进行优化设计，通过冶炼技术和轧制工艺的改进，利用夹杂物的细晶强化和铌的析出强化来同时提高钢筋强度，促进了铌微合金化作用的发挥，实现500MPa级螺纹钢筋低成本高质量生产。

本发明采取如下技术方案：

本发明的一种500MPa级含铌螺纹钢筋，包括的化学成分及各个成分的质量分数为：C：0.20～0.25％，Si：0.5～0.8％，Mn：1.2～1.6％，P：0.01～0.04％，S：0.01～0.04％，Ti：0.005～0.02％，RE：0.001～0.01％，Nb：0.015～0.035％，O：0.003～0.01％，N：0.003～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；