[发明专利]一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法，所述钢筋的化学成分按重量计为：C 0.20～0.24 wt%、Si 0.38～0.48wt%、Mn 1.30～1.50wt%、Nb 0.014～0.019wt%、S≤0.040wt%、P≤0.045wt%、O≤0.0070wt%、N≤0.0075wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其制备方法法轧钢采用较低的加热温度和开轧温度，细化了原始奥氏体晶粒，促进了奥氏体向铁素体转变时铁素体晶粒的细化，晶粒度达11.0级以上，细晶强化效果显著，同时改善了钢的塑韧性；钢中加入铌铁，控制较低的开轧温度及采用轧后多段低水压分级控冷工艺，Nb(C,N)沉淀析出的驱动力增加，在低温铁素体区基体、晶界及位错线上析出了大量细小弥散的第二相，使铁素体基体得到强化，钢的强度显著提高，同时改善了钢的焊接、时效等性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋及其制备方法。

背景技术

热轧带肋钢筋是钢筋混凝土建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变等负载的应力应变。目前我国热轧带肋钢筋年产量约2亿吨，是国民经济建筑工程结构建设使用最多的钢铁材料。随着我国建筑向高层、大跨度及抗震结构方向的不断发展，开发高强韧、综合性能优异的细晶抗震钢筋已是钢铁行业提升技术水平和产品结构调整的重要任务之一。

近年来随着建筑结构不断升级，用钢强度持续提高，促进了建筑用钢筋的升级换代和产品标准的修改完善。热轧带肋钢筋国家标准GB/T 1499.2-2018于2018年11月1日正式实施，新标准增加了金相组织检验规定及配套的宏观金相、截面维氏硬度、微观组织检验方法，对钢筋性能、质量检验和判定作出了更严格和更明确规定，对生产工艺提出了更高、更严格的要求，对提升热轧带肋钢筋产品质量、促进节能减排、淘汰落后产能产生积极的推进作用。

GB/T 1499.2-2018标准实施后，国内主要热轧带肋钢筋生产企业基本都采用钒微合金化工艺生产直条带肋钢筋，同时通过优化化学成分控制及轧制工艺，确保钢筋宏观金相、微观组织及截面维氏硬度满足新标准检验要求。采用钒微合金化工艺生产HRB400E，钢中加入一定量的钒氮合金或氮化钒铁，由于钒合金价格昂贵，导致生产成本较高，不利于钢筋企业生产成本的降低和产品市场竞争力的提升。

目前国内已有针对GB/T 1499.2-2018标准实施后HRB400E直条抗震钢筋生产技术的相关研究报道，但主要采用钒氮微合金化工艺，钢中V含量控制为0.025-0.035wt％，通过适当控轧控冷工艺得到宏观金相、截面维氏硬度、微观组织满足GB/T 1499.2-2018标准的HRB400E钢筋，钢筋显微组织晶粒度大多控制在9.5-10.5级。目前国内尚无本发明采用的低铌(Nb≤0.019wt％)微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋制备方法的研究报道。

发明内容

针对GB/T 1499.2-2018标准实施后采用钒微合金化工艺生产HRB400E钢筋生产成本居高不下的局面，本发明的第一目的在于提供一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋，本发明的第二目的在于提供一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋，所述钢筋的化学成分按重量计为：C 0.20～0.24wt％、Si 0.38～0.48wt％、Mn 1.30～1.50wt％、Nb 0.014～0.019wt％、S≤0.040wt％、P≤0.045wt％、O≤0.0070wt％、N≤0.0075wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明的第二目的是这样实现的，一种低铌微合金化HRB400E超细晶高强韧抗震钢筋的制备方法，具体包括以下步骤：