[发明专利]一种HRB400E高强抗震钢筋及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金建筑用钢领域，尤其涉及一种HRB400E高强抗震钢筋及其制备方法。

背景技术

 2008年汶川5.12特大地震，引发了各相关部门对建筑用钢抗震性能的广泛关注，各钢铁生产企业也由此纷纷着手研制开发具有抗震性能的钢材。尤其对于建筑工程用钢之一的钢筋混凝土用钢筋，新的国家标准GB1499.2-2007率先对其抗震性性能进行修订和完善，同时，新颁布的国家建筑工程新标准，要求新建、改建、扩建建筑工程的抗震设计，应按照有关法律法规要求。其中，强制性条文必须严格执行。国家地震局也将部分强地震带房屋建筑的抗震级别由7级提高到9级。《汶川地震灾后恢复重建条例》也明确了房屋建筑的抗震设防要求的规定，对建筑用钢材提出了新的要求。高抗震性能的钢筋在建筑钢材市场上日渐兴起。

为了响应市场需求和发挥设备能动性，本发明提供一种强度高，塑性和冷弯性能好，抗震综合性能强的400Mpa级抗震热轧带肋钢筋。该带肋钢筋完全能够满足国标GB1499.2-2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》及建设部新制定的《混凝土结构设计规范》对此类钢筋的要求。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供了一种HRB400E高强抗震钢筋及其制备方法。本发明配方合理，精确控制各个组分的配比，并根据其中Mn和V含量的取值采用分档轧制，轧制出不同直径的钢筋，发挥各个组分组合后带给钢筋的强化效果，成本低廉，操作方便。

   为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种HRB400E高强抗震钢筋，是由以下质量配比原料制成：C0.19-0.24%、Si0.40-0.60%、Mn1.3-1.60%、V0.030-0.045%、P≤0.04%、S≤0.04%，余量为铁及不可以避免的杂质。

C含量选择在0.19-0.24%。一方面充分考虑C是钢中不可缺少的强化元素，每增加0.1％C，钢的屈服强度、抗拉强度可分别提高28 MPa和70 MPa，但C含量过高又会给钢的塑性和焊接性能带来不利因素。

Si含量选择在0.4-0.6%。由于Si在钢中不形成碳化物，而以固溶体的形式存在于奥氏体或铁素体中，它的主要作用是固溶强化，Si的质量含量由0.25％增至O.80％使钢的抗拉强度的增量达到25 MPa；Si在钢中一定程度上降低钢的塑性、韧性，并使钢的焊接性能恶化。每增加0.01％Si大致产生0.5 MPa的强度增量，故将Si含量限制在保证脱氧需要的范围。

Mn含量选择在1.30-1.60%。Mn在钢中的作用是提高钢的强度，Mn的加入提高了固溶强化效果和降低相变温度，细化钢的组织结构，提高钢的强度及韧性，且Mn能提高V在奥氏体中的固溶度积，增强其沉淀强化效果。但Mn含量又不能太高，否则会增加碳当量，不利于焊接。

V含量选择在0.03-0.045％。由于V的性情最温和，对加热温度和终轧温度要求不严格:低温加热或高温加热、高温终轧均能获得良好的性能。同时，钒回收率稳定而且可预测，正常再加热温度(1150～1250℃)足以使钒处于溶解状态。钒的另一个优点是对氮有较强的亲和力。由于各种不可避免的因素或工艺要求，制备出的钢中含有N，活跃的氮或“自由”氮具有应变时效性，这是一种发生在塑性变形后室温下的脆化过程。在钢筋应用中，经常根据设计进行材料的弯曲，超标的未结合氮，会使这部分钢筋随时间失去韧性，无法抗大地震。而配方组分中的V能够结合N，形成VN，VN沉淀速度快、弥散度小、析出温度低、沉淀颗粒细，并且不易聚集长大。V与N的有机结合，改变了V在相间的分布，促进了V从固溶状态向VC，VN析出相中转移，从而使V起到了更好的沉淀强化作用，使得最后制备出的钢不但强度高，性能稳定，而且使用经济，节约社会资源。钢中钒每增加0.001％钒大致产生2 MPa的强度增量。

优选的，所述的钢筋组织结构为铁素体+珠光体，其中铁素体晶粒度为8.5-9.5级。

优选的，所述的铁素体与珠光体的质量比为6-7:3-4。

所述的一种HRB400E高强抗震钢筋的制备方法，步骤如下：转炉冶炼—吹氩—连铸方坯—加热—轧制—冷却。

钢筋生产具体工艺流程如下：

铁水→35t氧气顶吹转炉→钢包底吹氩→钒氮微合金化→6流小方坯连铸机→120×120mm连铸小方坯→三段连续推钢式加热炉→Φ260（Φ300）半连轧机组轧制→倍尺飞剪分段→步进式冷床冷却→冷剪剪切定尺→收集、包装→称重、入库。

上述各工艺流程基本上采用现有技术中的技术手段，制备方法简单。