[发明专利]一种630MPa级高强韧性热轧带肋钢筋及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种630MPa级高强韧性热轧带肋钢筋及其生产方法。

背景技术

热轧带肋钢筋是目前用量最大的一类钢铁材料，它具有一定的延展性，高强度，良好的抗震性能和焊接性能。欧洲等发达国家已广泛应用500MPa级热轧带肋钢筋，600MPa级也有了一定的应用。我国在修订的国家标准GB1499.2-2013中，新增加了600MPa级带肋钢筋，这类钢材具有强度等级高，节省用量等优点，特别适合高层和跨度大的建筑，还可以解决“肥梁胖柱”等问题。进一步开展630MPa级热轧带肋钢筋的研发工作，对于调整我国钢铁行业落后的产能问题，实施可持续发展具有重要的战略意义。

中国专利申请号为201110350194.4的专利公开了“一种600MPa级含矾高强热轧钢筋及其生产方法”，具体成分为：C：0.21～0.25%，Si：0.35～0.60%，Mn：1.35～1.55%，V：0.08～0.12%，N：0.005～0.040%，S≤0.040%，P≤0.040%，其余为铁及不可避免的不纯物。制造方法为“在冶炼过程中采取增钒、增氮和固氮工艺，轧制过程采取降低开轧温度和精轧温度来保证低温大压下，实现细晶、固溶和沉淀析出强化来提高强度”。存在以下不足：①降低开轧温度和精轧温度保证低温大压下，实现提高强度，对轧机的要求高，不适合开展广泛应用。②氮含量在0.005-0.040%之间有些过高，含氮量过高影响钢筋的延伸率，使得钢筋有变脆的倾向；全程吹氮气增氮，容易造成气泡过多影响产品的质量。

中国专利号为201310444163.4的专利公开了“一种630MPa级高强热轧钢筋及其生产工艺”，具体成分为：C：0.38～0.43%，Cr：0.8～1.1%，Mn：0.75～1.0%，Mo：0.15～0.25%，Si：0.15～0.3%，P≤0.035%，S≤0.035%S，N≤0.035%，其余为Fe。具体工艺为：将钢筋送入加热炉加热到1000-1200℃，然后经在线第一冷却工序将钢筋冷却到610-630℃，然后在淬火装置内用水或淬火液进行为时12-14秒钟淬火，然后经过回火加热炉加热到550-560℃回火，再通过第二冷却工艺冷却到常温。此工艺的不足为：①通过提高含碳量提升钢筋的强度损失了延伸率，并且不利于焊接性能。②钢筋的热处理工艺复杂，增加了产品的成本。③铬含量过高对延伸率不利。④碳当量过高，焊接性能差，施工困难。

中国专利号为20161086739.9的专利公开了“一种630MPa高强热轧钢筋用钢及其制备方法”，具体成分为：C：0.22～0.28%，Si：0.40～0.80%，Mn：1.40～1.60%，Nb：0.02～0.04%，V：0.05～0.07%，Cr：0.02～0.40%，N：0.008～0.012%，P≤0.035%，S≤0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。具体的工艺为：在转炉、电弧炉或其他冶炼炉中冶炼；炉外钢包吹氩精炼；140或150小方坯连铸；棒材采用热机轧制工艺轧制；冷却。此工艺虽简单，但是合金成分采用了价格较贵的金属元素铌，增加了钢筋的制造成本；同时铌的析出受冷却速度和热轧变形率影响较大，大规格钢筋性能波动较大，材料整体性能稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种630MPa级高强韧性热轧带肋钢筋；同时本发明还提供了一种630MPa级高强韧性热轧带肋钢筋的生产方法。本发明通过对合金成分的优化以及简便的轧制工艺，得到一种适合广泛生产和应用的630MPa级高强韧性钢筋。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种630MPa级高强韧性热轧带肋钢筋，所述带肋钢筋化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20～0.25%，Mn：1.50～1.60%，Si：0.60～0.75%，V：0.08～0.15%，Cr：0.30～0.35%，N：0.012～0.025%，P：0.005-0.025%，S：0.005-0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述带肋钢筋化学成分中钒氮比控制在4～7；所述带肋钢筋直径为10-32mm。

本发明所述带肋钢筋显微组织为珠光体+铁素体，晶粒度为11-12级。

本发明所述带肋钢筋力学性能为：屈服强度≥630MPa，抗拉强度≥760MPa，断后伸长率≥15%，强屈比≥1.25。

本发明还提供了一种630MPa级高强韧性热轧带肋钢筋的生产方法，所述生产方法包括冶炼、精炼、连铸、加热和轧制工序。