[发明专利]HRB500E高性能抗震钢筋及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能抗震钢筋及其生产方法，尤其是一种HRB500E高性能抗震钢筋及其生产方法，属于金属材料加工与成型技术领域。

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，高周或低周疲劳效应，高温或冷脆效应，物理或化学腐蚀，钢筋再加工效应如焊接、机械连接、弯曲或调直等各种载荷，以使混凝土能够充分满足各种功能要求，扩大应用范围。尤其是随着高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火等多功能建筑结构的出现，要求钢筋具有更高的强度、韧性和较好的焊接性等综合性能。目前，世界主要工业国家已淘汰了强度级别335MPa的带肋钢筋，如美国多采用屈服强度级别在400MPa以上的钢筋，而欧盟各国基本上采用500MPa级钢筋，并在研制600MPa热轧带肋钢筋。相比335MPa级别的钢筋，400MPa、500MPa的钢筋强度高、延性好、安全储备量大、抗震性能好、节省钢材用量，因此是一种更节约、更高效的新型建筑材料。近年来国家积极倡导创建节约型社会，十分重视高强度级别钢筋的研制和应用推广，国内许多地方，已经开始批量推广使用HRB500、HRB500E钢筋。

国内传统工艺生产的HRB500、HRB500E热轧带肋钢筋，主要以微合金化的方式进行，即在HRB335成分的基础上，加入大量的V、Nb等微合金强化元素，利用这些元素在钢中形成和析出的碳氮化物、碳化物，沉淀强化和细化晶粒，从而进一步提高钢筋的强度，达到更高的强度级别。但这一工艺存在的主要问题有：1、钒合金和铌铁等微合金价格较高，炼钢过程中微合金加入量过大，导致其生产成本过高，完全挤占了企业的利润空间，不利于提高企业的竞争力。2、常规微合金化工艺生产HRB500E高强度钢筋由于成本较高，企业生产动力不足，产量无法规模化，因此不利于HRB500E高强度钢筋的推广和应用。3、作为国家重要战略储备物资的铌铁、钒氮合金的矿产资源储量非常有限，而用常规生产工艺会使微合金铌铁、钒氮合金消耗量大幅度增加，不利于稀有矿产资源和生态环境的保护。

发明内容

为降低HRB500E高性能抗震钢筋生产成本，更好地促进抗震钢筋推广及应用，本发明目的之一是提供一种HRB500E高性能抗震钢筋。

本发明提供的HRB500E高性能抗震钢筋具有下列质量比的化学成分：

C：0.20～0.25wt％，         Si：0.25～0.45wt％，

Mn：1.30～1.55wt％，        Nb：0.028～0.040wt％、

S≤0.045wt％，              P≤0.045wt％，

其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明目的之二是提供HRB500E高性能抗震钢筋的生产方法，它在轧钢过程采用控冷控轧的方法，使钢筋组织晶粒细化，充分发挥细晶强化和微合金强化作用，使强度进一步提高。在强度提高的同时，保持韧性和塑性不变或略有改善。

本发明提供的HRB500E高性能抗震钢筋的生产方法通过以下技术方案实现：一种HRB500E高性能抗震钢筋的生产方法，其特征在于经过下列工艺步骤：

A、将化学成分如下的钢坯：C：0.20～0.25wt％、Si：0.25～0.45wt％、Mn：1.30～1.55wt％、Nb：0.028～0.040wt％、S≤0.045wt％、P≤0.045wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物；送入炉温为1120～1170℃的加热炉中，加热钢坯至坯温为1000～1050℃时，在速度为0.6～1.5m/s的轧制条件下粗轧45～75秒，之后在速度为3.4～5.0m/s的轧制条件下中轧54～82秒，最后在速度为8.2～15m/s的轧制条件下精轧55～75秒；

B、将A步骤的精轧钢材在冷却水量为250～400m³/h、冷却水压力为1.3～2.4MPa的条件下，快速冷却0.8～2.0秒，得温度为830～900℃的钢材，之后置于空气中自然空冷至室温，即可获得HRB500E细晶粒高性能抗震钢筋，该钢筋的化学成分为：C：0.20～0.25wt％、Si：0.25～0.45wt％、Mn：1.30～1.55wt％、Nb：0.028～0.040wt％、S≤0.045wt％、P≤0.045wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。

所述A步骤的各道轧制速度和轧制时间视不同钢种，不同规格要求而具体确定。