[发明专利]奥氏体型700MPa级单相不锈螺纹钢筋及其生产方法

说明书

提供一种奥氏体型700MPa级单相不锈螺纹钢筋及其生产方法，通过合理的化学成分设计并结合优化后的冶炼和轧制工艺，首先通过冶炼、锻造和热轧获得棒坯，然后针对热轧棒坯进行固溶处理，获得均匀化的奥氏体组织；在此工艺前提下选择断面收缩率在20‑40％范围的变形量进行冷轧变形，使强度获得提升；最后在冷轧变形之后对钢筋进行热处理，达到提高塑性和稳定性能的目的，可使不锈螺纹钢筋的屈服强度＞700MPa，抗拉强度＞800MPa，断后伸长率≥14％。本发明在保证钢筋获得足够强度和塑性的同时，易于实现工业化生产，提高了螺纹钢筋的耐腐蚀性能及相关构件的服役寿命。

技术领域

本发明属于不锈螺纹钢技术领域，具体涉及一种奥氏体型700MPa级单相不锈螺纹钢筋及其生产方法。

背景技术

随着现代化建设的发展，我国螺纹钢筋的强度级别水平也有了显著的提高。新国标GB/T1499.2-2018中增加了600MPa级钢筋，大力推动了我国钢筋朝着高性能化方向的发展。然而，日本和韩国等已将700MPa级钢筋列入标准，并已着手开发强度达1000MPa级的高强钢筋。与国外相比，我国尚存在一定差距，需要在高强钢筋的开发方面加大力度。目前我国螺纹钢筋材质大多以碳钢为主，包括已列入GB/T1499.2-2018标准的600MPa级螺纹钢筋HRB600，以及少数已见报道的700MPa级螺纹钢筋。这些钢筋虽然强度较高，但由于采用碳钢制造，在用作建筑结构时仍不可避免会遇到腐蚀问题。碳钢钢筋在服役环境条件下很容易遭到腐蚀，大幅降低了结构的服役寿命，进而缩减了材质的高强度优势。尤其是对于特殊环境下的建筑结构件，比如海洋中的大型结构等，普通碳钢已满足不了更高的耐腐蚀性能要求。因而，开发高强度耐腐蚀的高性能螺纹钢筋具有十分重要的意义。

奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能远远优于碳钢，以奥氏体不锈钢代替碳钢制作螺纹钢筋，虽然成本增加了，但从长远来看，由于钢筋服役寿命大幅提高所减少的经济损失却是不可估量的；另一方面，奥氏体不锈钢的冷作硬化效果比较明显，可通过形变强化使强度大幅提高。利用奥氏体不锈钢的形变强化特点，并结合成分设计和热处理，设计制造出本技术方案。专利申请号为201810905156.2，名称为一种高强度高耐蚀双相不锈螺纹钢及其生产方法中(下称对比文件1)，采用双相不锈钢制作600MPa级不锈螺纹钢筋，首先该不锈钢中的Cr含量高达24％以上，且含有高达2％以上的Mo及1％以上的W等，其合金成本显著高于本发明中的奥氏体不锈钢，大量合金元素的添加对焊接性能也是不利的；另一方面，本发明中的奥氏体不锈钢应用较为广泛，其应用的普遍性和多面性优于双相不锈钢。以奥氏体不锈钢制作700MPa级不锈螺纹钢筋，可有力推动对传统材料的性能升级换代。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种奥氏体型700MPa级单相不锈螺纹钢筋及其生产方法，通过对不锈钢的化学成分进行合理设计并结合优化后的不锈钢冶炼工艺，可使不锈螺纹钢筋的屈服强度＞700MPa，抗拉强度＞800MPa，断后伸长率≥14％，保证钢筋获得足够强度和塑性的同时，易于实现工业化生产，提高了螺纹钢筋的耐腐蚀性能及相关构件的服役寿命。

本发明采用的技术方案：奥氏体型700MPa级单相不锈螺纹钢筋，由以下化学元素按质量百分比(％)组成：C：≤0.03％，Si：≤0.20％，Mn：1.00～1.50％，Cr：17～20％，Ni：9～12％，N：0.1～0.3％，其余为Fe和不可避免的杂质。

其中，所述不锈螺纹钢筋的下屈服强度＞700MPa，抗拉强度＞800MPa，断后伸长率≥14％。

奥氏体型700MPa级单相不锈螺纹钢筋的生产方法，包括以下步骤：

1)冶炼：采用转炉或电炉对钢水进行冶炼后，钢水注入AOD精炼炉或VOD精炼炉内精炼，通过连铸或模铸形成粗钢坯，在氩气保护气氛下对粗钢坯进行电渣重熔，形成钢坯，最后对钢坯进行均匀化退火；

2)锻造：将钢坯加热至1100-1250℃，保温40min以上，锻造成方坯；