專利名稱：低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法
技術領域：
本發明屬于金屬軋制領域。主要涉及螺紋鋼筋的軋制。
螺紋鋼筋廣泛用于機場、高速公路、隧道等的鋼筋網和防護網，以及民用建筑的水泥預制件、空心樓板桁條結構件、水泥管道等。在相同的使用條件下，提高螺紋鋼筋屈服強度，一是可減少鋼筋的直徑，節約鋼材，降低造價；二是在相同的構件下，隨鋼筋直徑的減少，水泥灌注將更為通暢，可提高生產效率。
為提高建筑用鋼筋的級別，例如將鋼筋的屈服強度σs從335Mpa(II級鋼筋)提高到400Mpa(III級)，目前所采用的技術措施可歸納為以下幾點1)提高低碳鋼(如Q235鋼)的碳含量(碳含量的上限由0.18提高到0.25％)，和進行合金化(Si、Mn含量從0.4％和0.8％分別提高到0.8％和1.6％)及微合金化(加入≤0.1％的Nb、V、Ti)。如20MnSiV鋼等。這種措施的本質在于借固溶強化、析出強化和組織細化達到提高鋼筋屈服強度σs的目的。2)在前述增加碳含量及合金化的基礎上(如20MnSi鋼)，采用軋后余熱淬火工藝。其強化機制除固溶強化及組織細化以外，還籍助軋后(單相奧氏體區)淬火和自回火獲得部分回火馬氏體增加了相變強化的效果。以上兩種措施的熱軋工藝與傳統工藝無明顯區別都是在穩定的單相奧氏體區進行終軋，但因增加Si、Mn含量和/或添加Nb、V、Ti等微合金元素而提高了鋼筋的成本。
本發明的目的在于提供一種工藝簡單、成本低的、且能確保提高屈服強度的低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法。
本發明的特點在于使用普通低碳鋼(如Q235鋼)在亞穩定奧氏體區進行中軋制，通過形變對相變的促進與誘發效應和鐵素體再結晶并軋后快冷獲得細小的鐵素體+珠光體組織，即以組織細化為主要強韌化手段，用簡單成分的低碳鋼制造III級鋼筋。
其具體的技術方案如下1、技術方案之一是鋼坯經加熱后，在該鋼的Ae3和Ar3溫度區間進行最終精軋，即在亞穩奧氏體區進行最終精軋。
2、技術方案之二是鋼坯經加熱后，在該鋼的Ae3和Ar3溫度區間進行最終精軋，即在亞穩奧氏體區進行最終精軋，總變形量≥50％，軋后以冷卻速度≥20℃/S的冷速進行冷卻。
在諸多強韌化手段中，唯有組織細化可以同時提高強度和韌性。在以往的實踐中，已經廣泛使用了奧氏體再結晶和奧氏體未再結晶區控軋和相應的控冷工藝，以達到組織細化的目的。然而，對普通低碳鋼而言(Mn含量≤0.8％)，由于晶粒長大傾向十分強烈，且奧氏體未再結晶溫度區域很窄，難以在大生產條件下實現前述兩種控軋工藝，致使其鐵素體晶粒平均尺寸往往在15μm以上。同時，較低的C、Mn含量使該鋼種的淬透性極低，無法用前述軋后余熱淬火和自回火進行相變強化。以上兩方面因素都使得用低碳鋼生產螺紋鋼筋，其屈服強度的提高極為有限。
位于Ae3(奧氏體/鐵素體平衡溫度)和Ar3(連續冷卻時奧氏體—鐵素體相變開始溫度)間的單相奧氏體為亞穩奧氏體或過冷奧氏體。若在此溫度區間及其鄰近溫度上對之施加塑性變形，將有強烈的應變促進及誘發相變效應，其相變產物—鐵素體將十分細小。若進行多道次軋制，則還會因鐵素體的動、靜態再結晶獲得細小的鐵素體晶粒；若形變后輔以較高的冷卻速度并控制終冷溫度，則可抑制鐵素體晶粒長大，在室溫下獲得細小(如5μm)的鐵素體晶粒和珠光體，從而提高屈服強度并保證必需的塑性。
采用本發明所述的低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法，生產低碳鋼螺紋鋼筋可顯著提高屈服強度。如用此方法可將Q235鋼螺紋鋼筋的屈服強度由σs≤335Mpa(II級鋼筋)提高到400Mpa以上，其伸長率δ5≥17％，滿足對III級鋼筋(σs≥400Mpa，δ5≥17％)的要求。
與現有技術相比，本發明的優點是不必提高C、Mn、Si含量和進行微合金化，成本低。同時，由于此生產方法在Ae3和Ar3區間軋制，軋制溫度低，從而可降低坯料的加熱溫度，減少加熱能耗和氧化燒損。因此經濟效益顯著。
實施例采用本發明所述的低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法，生產了三批低碳鋼螺紋鋼筋，三個批號所采用的鋼號及化學成分如表1所示。軋制時鋼坯加熱溫度及軋制溫度、總變形量及軋后冷卻速度如表2所示。軋制并冷卻后，取樣測量拉伸性能及鐵素體晶粒大小，其結果如表3所示。
常規Q235鋼螺紋鋼筋的屈服強度σs≤335Mpa，采用本發明方法軋制后，Q235鋼螺紋鋼筋的屈服強度σs≥400Mpa(見表3)，即達到III級螺紋鋼筋的要求。
表1實施例低碳鋼螺紋鋼筋的化學成分(wt％)
<p>表2實施例軋制參數和軋后冷卻參數<
>注Q235鋼的Ar3溫度當冷卻速度為5℃/S時，Ar3為780℃；當冷卻速度為1℃/S時，Ar3為800℃。
表3實施例低碳螺紋鋼筋的拉伸性能及晶粒尺寸<
>
權利要求
1.一種低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法，其特征在于在該鋼的Ae3和Ar3溫度區間進行最終精軋，即在亞穩奧氏體區進行最終精軋。
2.一種低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法，其特征在于在該鋼的Ae3和Ar3溫度區間進行最終精軋，即在亞穩奧氏體區進行最終精軋，總變形量≥50％，軋后以冷卻速度≥20℃/S冷速進行冷卻。
全文摘要
本發明屬于金屬軋制領域。主要涉及螺紋鋼筋的軋制。本發明所述的低碳鋼螺紋鋼筋的生產方法,其技術特征是鋼坯在該鋼的Ae
文檔編號C21D8/06GK1278013SQ0010949
公開日2000年12月27日 申請日期2000年7月6日 優先權日2000年7月6日
發明者趙燕, 陳其安, 楊忠民, 王瑞珍, 馬燕文, 陳穎, 車彥民 申請人:鋼鐵研究總院