[发明专利]一种高强钢筋及其控制混凝土人防结构动力强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋及其生产工艺，具体的说是一种高强钢筋及其控制混凝土人防结构动力强度的方法。

背景技术

高强钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。现有技术中，钢筋按按力学性能分Ⅰ级钢筋(235/370级)；Ⅱ级钢筋(335/510级)；Ⅲ级钢筋(370/570)和Ⅳ级钢筋(540/835)。后两种钢筋即为高强钢筋。

高强钢筋种常见种类如下：

⑴微合金热轧带肋钢筋：通过添加钒(V)、铌(NB)等合金元素提高屈服强度和极限强度的热轧带肋钢筋。通过添加钒(V)、铌(NB)等合金元素，可以显著提高钢筋的屈服强度和极限强度、同事延性和施工适应性能较好。其牌号为HRB，如标注为HRB400、HRB500的高强钢筋，就分别代表为微合金化的屈服强度标准值为400MPA级、500Mpa级的热轧带肋钢筋。由于要增加微合金，原料成本较高，国内钒(V)、铌(NB)等合金元素储量不足，后期要依靠进口。二次回炉成本高，由于加入了合金元素，回炉后，钢水中含有大量合金，二次使用轧制质量不稳定。分离合金技术不成熟，分离成本高。

⑵高延性冷轧带肋钢筋：热轧圆盘条经冷轧成型及回火热处理获得的具有较高延性的冷轧带肋钢筋。高延性冷轧带肋钢筋，是国内近年来研制开发的新型高强带肋钢筋，其生产工艺增加了回火热处理过程，有明显的屈服点，强度和伸长率指标均有显著提高列入了国家行业标准《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-2011中。CRB600H高延性冷轧带肋钢筋抗拉强度标准值为600Mpa，屈服强度标准值520Mpa，抗拉强度设计值415MPA，最大力下总伸长率(均匀伸长率)≧5％。此种钢筋可加工性能良好，而价格却较低，用作板类构件的受力钢筋和分布钢筋以及梁、柱中的箍筋构造钢筋，既可减少钢筋用量，又可降低造价，社会效益和经济效益均十分明显。2012年国家住房建设部开始推广，起步较晚，各地产能有待增加。

⑶余热处理钢筋：以轧钢时进行淬水处理并利用芯部的余热对钢筋的表层实现回火，提高钢筋强度并避免脆性，余热处理钢筋的牌号为RRB。如标注为RRB400的高强钢筋，就代表为余热处理的屈服强度标准值为400Mpa级的热轧带肋钢筋。此种钢筋只需在轧钢最后过程中以淬水方式进行热处理，其成本最低，强度能达到高强钢筋的要求，但延性、可焊性及施工适应性相对较差。

⑷细晶粒热轧带肋钢筋：通过轧钢是进行淬水处理并利用芯部的余热对钢筋的表层实现回火，以提高强度避免脆性的热轧带肋钢筋。轧钢是采用特殊的控扎和控冷工艺，是钢筋金相组织的晶粒细化、强度提高。该工艺既能提高强度又保持了较好的延性，达到了混凝土结构中使用高强钢筋的要求。细晶粒钢筋的其牌号为HRBF，如标注为HRBF400、HRBF500的高强钢筋，就代表为细晶粒化的屈服强度标准值为400MPA级、500MPA级的热轧带肋钢筋。此种钢筋需要较大的设备投入与较高的工艺要求，钢筋的强度指数与延性性能都能满足要求，可焊性一般。

以上现有的高强钢筋屈服强度都达不到600MPa级及以上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何平衡V+Ti+Nb组合元素的析出强化和细晶强化，既可以提高屈服强度和抗拉强度，又不降低塑性，屈服强度可达600MPa级及以上，使高强钢筋用于混凝土人防结构，混凝土人防结构的动力强度值设定为高强钢筋的抗拉强度值乘以钢筋强度综合调整系数，钢筋强度综合调整系数为1.05-1.1。

为了解决以上技术问题，本申请发明人通过研究发现，将钢的成分中V、Ti、Nb与其它必要元素进行合理的组合，可解决以上技术问题。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种高强钢筋，其化学成分及重量百分比为：C：0.19-0.29％，Si：0.45-0.85％，Mn：1.25-1.75％，V+Ti+Nb组合元素：0.08-0.28％，Cr：0.01-0.07％，Ni：0.01-0.07％，Cu：0-0.05％，Mo：0-0.01％，P≤0.025％，S≤0.025％，N：0.001-0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质；V+Ti+Nb组合元素为Ti和Nb中的至少一种与V的组合；V+Ti+Nb组合元素中，V、Ti和Nb占整个高强钢筋的重量百分比分别为：V：0.06-0.25％，Ti：0.01-0.15％，Nb：0.005-0.08％。