[发明专利]一种预应力钢筋及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料加工与成型技术领域，具体涉及一种预应力钢筋及其加工方法。

背景技术

预应力钢筋是一种高效、节能的新型建筑金属材料，开发和推广使用最早见于上世纪八、九十年代的日本，它以热轧盘条为原料，采用“拉拔减径→刻痕 →淬火→回火”工艺生产，产品具有高强韧性、低松弛性、良好的可焊性、良好的镦锻性、良好的混凝土粘结性等特点，广泛应用于各类建筑工程的高预应力构件中，如 ：高强度预应力混凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕高预应力构件中。由于强度和性能的提高，可以显著减少钢材使用量，提高钢材使用效率，有利于创建节约型社会。随着预应力钢筋的市场需求量上升、钢筋生产线的增多，钢筋的加工质量越来越成为预应力钢筋的生产的限制性关键环节，现有技术中由于钢筋加工方法的原因导致预应力钢筋出现一些问题，如钢筋在拉拔减径过程中频繁断裂，钢筋强度波动大、伸长率偏低，钢筋在使用过程中发生滞后断裂等等。

发明内容

鉴于上述现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是，提供一种预应力钢筋的化学组分及其加工方法，要求加工出的预应力钢筋强度高，延伸率高，且具有良好的抗滞后断裂特性。

鉴于上述要解决的技术问题，本发明提供如下的技术解决方案：一种预应力钢筋，包括如下重量份的化学成分：碳0.34-0.44%、硅0.42-0.52%、锰0.73-0.75%、铬0.70-0.74%、钼0.30-0.31%、钨0.37-0.57%、铜≤0.21%、磷≤0.026%、硫≤0.014%、镧系稀土0.13-0.15%、残余元素0-0.03%，余量为铁。

优选的，包括如下重量份的化学成分：碳0.38%、硅0.45%、锰0.72%、铬0.73%、钼0.31%、钨0.45%、铜0.15%、磷0.015%、硫0.013%、镧系稀土0.13%、残余元素0-0.03%，余量为铁。

优选的，包括如下重量份的化学成分：碳0.41%、硅0.43%、锰0.74%、铬0.72%、钼0.30%、钨0.50%、铜0.13%、磷0.017%、硫0.011%、镧系稀土0.14%、残余元素0-0.03%，余量为铁。

优选的，所述镧系稀土包括如下重量份化学成分：镧16-20%、铈22-24%、镨24-27%、钕16-18%、镝13-16%，其余镧系元素4-5%，镧系稀土各组分之和为100%。

进一步优选的，所述镧系稀土包括如下重量份化学成分：镧18%、铈23%、镨25%、钕17%、镝13%，其余镧系元素4%。

进一步优选的，所述镧系稀土包括如下重量份化学成分：镧17%、铈24%、镨24%、钕16%、镝14%，其余镧系元素5%。

本发明还提供一种加工上述预应力钢筋的方法，包括如下步骤：

（1）按照重量百分比在钢厂冶炼并轧成钢筋；

（2）将轧好的钢筋送入感应加热炉加热到965-988℃，保持加热温度时长4-6分钟；

（3）将感应加热完成的钢筋直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为205-218℃/s，淬火冷却时间位10-27s，使钢筋温度冷却到马氏体转换起始温度以下13-23℃；

（4）将淬火后的钢筋经过回火加热到525-575℃，保温10-20s；

（5）将回火后的钢筋冷却至室温，首先用水冷方法以2-3℃/s的冷却速度冷却至357-367℃，然后空冷至283-303℃，再用水冷方法以2-3℃/s的冷却速度冷却至233-243℃，最后空冷至室温，得到预应力钢筋。

优选的，包括如下步骤：

（1）按照重量百分比在钢厂冶炼并轧成钢筋；

（2）将轧好的钢筋送入感应加热炉加热到976℃，保持加热温度时长5分钟；

（3）将感应加热完成的钢筋直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为209℃/s，淬火冷却时间17s，使钢筋温度冷却到马氏体转换起始温度以下17℃；

（4）将淬火后的钢筋经过回火加热到545℃，保温15s；

（5）将回火后的钢筋冷却至室温：首先用水冷方法以2.5℃/s的冷却速度冷却至360℃，然后空冷至295℃，再用水冷方法以2.5℃/s的冷却速度冷却至240℃，最后空冷至室温，得到预应力钢筋。