[发明专利]一种AISI4340预应力钢棒的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种AISI4340预应力钢棒的制造方法。

背景技术

现有技术中，刚才原料成分中碳和氮元素的原子活性较低，各原子形成的气团不能与位错形成强烈的相互作用，外界无需提供较大的应力就能开动位错，从而使性能很不稳定，同时钢棒锻坯中氢含量在2.0ppm以上，钢棒锻坯容易产生裂纹从而诱发氢致裂纹及氢致延迟滞后裂纹。

现有技术中一般只采用单一的淬火方式，这样就不能防止了锻件的淬火开裂和内裂，同时碳化物不能进一步充分溶解，无法均匀扩散，从而不能避免碳化物在晶间的析出造成晶间腐蚀和点蚀超标，影响了前面冶炼后热处理工艺产生的技术效果。

许多国外公司生产的预应力钢筋外部大多没有设置任何绝缘防护层，靠绝缘扣件实现轨道板中预应力钢筋间的绝缘，绝缘效果不理想，虽有采用在预应力钢筋上涂覆改性沥青的做法，虽然涂覆改性沥青可以提高预应力钢筋的绝缘防腐性能，但在施工过程中会造成环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种强度高、延性好、抗滞后断裂性强、节省钢材、低松弛、易焊接、镦锻性能好等优点，并能够大大加强防腐密封性、有效提高机械强度的AISI4340预应力钢棒的制造方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，包括如下步骤：

步骤（1）：以AISI4340MOD钢为坯料，AISI4340MOD钢的组分含量包括以下质量百分比的各组分：碳：0.3%-0.32%、硅：0.18%-0.36%、锰：0.50%-0.70%、铬：0.90%-1.10%、钼：0.20%-0.30%、磷：0-0.02%、硫：0-0.025%、氢：0-1.8ppm、镍：0-0.40%、钒：0-0.03%、铜：0-0.30%、0-0.9%残余元素，其余为Fe；

将坯料冶炼并精轧到需要尺寸的预应力钢棒锻坯，冶炼的温度为800℃-850℃；

步骤（2）：对步骤（1）中的预应力钢棒锻坯进行扩氢热处理；

步骤（3）：对步骤（2）中扩氢热处理后的预应力钢棒锻坯进行粗加工，除去其表面的黑皮，依次对其进行水冷淬火与空冷淬火；

步骤（4）：截取预定长度上述淬火处理后的预应力钢棒锻坯，并在预应力钢棒锻坯两端开设预定长度的螺纹，在上述钢棒锻坯位于两端螺纹之间部分的外表面涂覆聚乙烯防腐涂层，并进行干燥处理，重复上述涂覆/干燥处理过程2-4次；

步骤（5）：在前述聚乙烯防腐涂层外套设聚乙烯热缩套，并使其加热收紧，重复上述套设/加热收紧过程2-4次，即得到预应力钢棒。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，AISI4340MOD钢的组分含量包括以下质量百分比的各组分，碳：0.3%、硅：0.18%、锰：0.50%、铬：0.90%、钼：0.20%、磷：0%、硫：0%、氢：1.0ppm、镍：0%、钒：0%、铜：0-0.30%、0-0.9%残余元素，其余为Fe。

前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，AISI4340MOD钢的组分含量包括以下质量百分比的各组分，碳：0.32%、硅：0.36%、锰：0.70%、铬：1.10%、钼：0.30%、磷：0.02%、硫：0.025%、氢：1.8ppm、镍：0.40%、钒：0.03%、铜：0.30%、0-0.9%残余元素，其余为Fe。

前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，步骤（2）中扩氢热处理具体包括：将步骤（1）得到的预应力钢棒锻坯进炉加热至880±10℃并保温360分钟，空冷至300±10℃保温180分钟，然后再加热至600±15℃保温650分钟，炉冷至360±20℃出炉空冷。

前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，步骤（3）中水冷的时间t按照经验公式按t=H*D计算，其中，低合金钢系数H为0.8-1.6s/mm，D为预应力钢棒锻坯的直径，D的单位为mm，t为淬火水冷时间，t的单位为秒，空冷淬火的时间为水冷却时间的1/2。

前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，步骤（4）中涂覆聚乙烯防腐涂层后，干燥处理为静置干燥处理，静置时间为28个小时。

前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，所述水冷淬火处理时的初试水温低于36℃。

前述的一种AISI4340预应力钢棒的制造方法，步骤（4）中涂覆/干燥处理的重复次数为3次，步骤（5）中套设/加热收紧的重复次数为3次。