[发明专利]一种含钒高强度耐腐蚀钢筋用钢及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于高强度耐腐蚀钢及其生产工艺，特别涉及用于钢筋的高强度耐腐蚀钢及其生产工艺。

背景技术

随着科学技术的发展，环境保护要求给工程材料提出了更高的要求，所以钢筋的耐腐蚀性能已成为工业化国家的主要研究课题，提高钢筋的使用寿命的各种耐腐蚀钢筋、耐侯钢筋正在不断得到应用，通过在钢筋中加入耐腐蚀元素或采用涂层、阻锈剂等方式，研制、生产出不同强度级别的耐侯钢筋和在特殊场合使用的耐腐蚀钢筋。

对于高强度钢筋，国标GB1499-1998中有规定，其屈服强度可达400MPa、500MPa级，目前以生产400MPa级为主，其主要成分的重量百分浓度为：C≤0.25％，Si≤0.80％，Mn≤1.60％，P、S≤0.045％，Ceq≤0.55％，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15，根据需要，钢中还可加入V、Nb、Ti等元素。

济南钢铁公司研究了主要成分的重量百分浓度为C＝0.10-0.12％，Cr＝0-0.78％，Ni＝0.32-0.67％，Mo＝0-0.52％，V＝0-0.06％，Cu＝0.30-0.36％的低碳高强度耐腐蚀钢筋(《特殊钢》2004年第6期)，但钢中含有较高的Cr、Cu、Ni、Mo等合金元素，不仅提高了生产成本，同时也增加了生产的难度。

关于耐蚀钢可分为耐大气腐蚀钢即耐候钢和耐海水腐蚀钢，目前我国有集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备等耐蚀钢相关的标准，如：GB/T 4171-2000，高耐候结构钢，GB/T 18982-2003集装箱用耐腐蚀钢板及钢带，宝钢企业标准Q/BQB 340-2003耐腐蚀结构用热连轧钢板及钢带等。耐候钢一般是向钢中添加一定量的Cu、P等耐蚀元素，主要有Cu-P、Cu-P-Cr-Ni两个系列，有295MPa、345MPa、390MPa三个强度级别。而国内目前生产的耐海水腐蚀钢基本上是引进国外成熟的钢种牌号，主要有：美国Cu-P-Ni系列的Mariner钢，日本Cr-Cu-Mo系列的Mari loy钢等。但耐蚀钢中的Cu元素会引起钢的“热脆”，降低钢材的热加工性能，在加热、轧制的过程中若工艺参数控制不当将会在钢材表面产生网状裂纹即龟裂；P在钢中将提高钢的脆性转变温度，使钢材易产生“冷脆”，降低钢材的塑韧性，特别是降低钢材的低温冲击韧性，并恶化钢材的焊接性能。近年来，为了使耐蚀钢在保证良好耐蚀性能的同时具有所需的高强度，国内外的研究人员进行了大量的生产工艺方面的改进。如法国推出了牌号为APS20A耐海水腐蚀钢(Cr₄Al)的新生产工艺，该工艺是在冶炼时将钢水含碳量严格控制在0.12％以下，摒弃了向钢水中添加Cu、P的冶炼工艺，而是向钢水中添加0.70～1.00％的Al合金元素，以及3.9～4.3％的Cr合金元素。虽然采用该工艺生产的耐蚀钢克服了Cu、P耐蚀钢强度低的不足，但是该工艺所要求的苛刻的工艺参数以及较高的生产成本使其在推广应用方面受到了一定的限制。

中国专利200610098398.2，发明名称为“一种耐蚀碳素结构钢的生产工艺”，申请日为2006年12月18日。该发明涉及一种添加稀土的耐腐蚀碳素结构钢，由以下合金元素按重量百分比(wt％)组成：C≤0.21％；Si≤0.35％；0.80~1.20％Mn；0.015％~0.035P％，Re≤0.07％，其余为Fe和杂质元素，3.5≥Re/S≥2.0，[O]_固溶为50～80ppm。该发明利用稀土元素使钢中硫化物夹杂进行变性，形成稀土硫化物，使夹杂物由条片状变为球状，其点蚀诱发敏感性下降，从而使钢材的耐蚀性提高。耐腐蚀碳素结构钢的蚀坑扩展速度平均水平比同级别的普通碳素结构钢减低15％。与Cu-P、Cu-P-Cr-Ni、Cr-Cu-Mo系耐蚀钢相比，该发明能降低成本，提高韧性及焊接性能，但耐蚀性能不足。

随着我国建筑行业的蓬勃发展，对钢筋的性能尤其是耐腐蚀性能的要求越来越高，用于钢筋的高强度耐腐蚀钢的开发已迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低耐腐蚀性能较高的高强度耐腐蚀钢筋用钢及其生产工艺。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种含钒高强度耐腐蚀钢筋用钢，由以下合金元素按重量百分比(wt％)组成：0.17-0.24％C、0.55-0.75％Si、1.35-1.50％Mn、0.04-0.10％V、0.04-0.10％Re，其余为Fe和杂质元素。

所述的Re为混合稀土，其中铈的重量百分比(wt％)>45％。