[发明专利]一种建筑用高强度钢筋的加工方法

说明书

本发明公开了一种建筑用高强度钢筋的加工方法，包括以下步骤：1)配制钢筋组分：C：0.25%～0.35%，Si：0.30%～0.40%，Mn：0.9%～1.2%，Cr：0.4%～0.8%，Ni：5%～7%，Co：0.5%～0.6%，P≤0.03%，S≤0.03%，其余为Fe；2)组分混合熔化成钢水，向钢水中混入IrO₂‑NiO复合粉末，充分搅拌均匀浇铸成钢坯；3)钢坯预热、匀热后依次进行粗轧，中轧和精轧后获得精轧钢筋；4)将钢筋置于真空热处理炉中加热回火；5)钢筋表面等离子渗碳；6)去除钢筋表面不耐腐蚀薄层，即获得高强度高耐蚀性的钢筋。本发明通过在浇铸前向钢水内加入IrO₂‑NiO复合粉末，浇铸时钢液容易依附IrO₂‑NiO复合粉末的活性点位非均匀形核，浇铸后的钢坯晶粒细小，且IrO₂‑NiO复合粉末不容易固溶到晶格中，起到第二相强化的作用。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种建筑用高强度钢筋的加工方法。

背景技术

高强度钢筋的含义指的是其力学性能中的屈服强度达到或超过400MPa级的螺纹钢筋。螺纹钢筋是我国单一品种钢材中数量最多最大的产品，和普通的335MPa级螺纹钢筋相比，高强度钢筋具有强度/价格比高、综合性能优的特点。

目前，国外已经普遍使用高强度钢筋，美国、日本、俄罗斯等国家虽然保留了335MPa级钢筋，但都积极采用高强度钢筋，其中，美国规定最高屈服强度钢筋为550MPa，日本为490MPa，俄罗斯达到了600MPa，英国和德国早已取消335MPa级钢筋的使用，只采用500MPa级钢筋，欧洲规范EN2-2002钢筋规定其屈服强度为400MPa~600MPa。国内近年来对高强度钢筋开发的研究颇多， 500MPa级高强钢筋主要生产工艺为：通过在低合金钢20Mn Si基础上添加微合金元素钒，充分利用廉价的氮元素实现沉淀强化，最终使钢筋强度达到500MPa级别，采用钒氮微合金化工艺生产高强度钢筋，钢筋成分设计经济合理，钢筋综合力学性能优，并具有良好的焊接性能和低温性能，是生产高强度钢筋的最佳生产工艺；昆钢采用铌微合金化500MPa高强抗震钢筋强韧化机理研究，在国内首次发现富氮铌（钒）微合金化控冷工艺制备500MPa高强抗震钢强化机制耦合规律，通过控制作为强化组织和性能改善组织的贝氏体，开发出500MPa高强抗震钢筋铁素体/贝氏体强韧化集成控制技术，突破了传统的钒氮微合金化生产工艺，降低了高强度钢筋的生产成本，显著改善了钢筋的综合力学性能和抗震性能；沙钢设计了以钒为主、少量的铌和钛为辅的螺纹钢合金成分并通过车间“转炉生产+连铸小方坯+加热炉加热+控轧控冷工艺”生产出600MPa级螺纹钢，其组织的晶粒更加细小，性能更稳定，很大程度上提高了钢筋的强度和塑性；国内外学者也对氮在含微合金化元素钢中的强化效果做了很多研究，结果表明，氮是含钒钢中一种十分有效的合金元素；国内外部分企业通过采用轧后冷却穿水工艺强化钢筋，无需重新加热进行热处理工艺，节约了能源和热量消耗，而且缩短了生产周期，生产效率大大提高，生产成本降低的同时全面提高了高强度钢筋的综合力学性能；抚钢生产线采用控制轧制与控制冷却技术，通过低温终轧和轧后快速冷却技术使轧件获得超细晶粒的显微组织，成功开发了控轧控冷20MnSi钢的400MPa、500MPa级高强度钢筋；马钢通过控制轧后吐丝温度、斯太尔摩风冷线各段辊道速度和风冷强度等工艺参数成功开发出无钒氮添加的400MPa级钢筋（盘条），产生出吨钢节约合金40.21元的直接经济效益。此外，还有很多国内外关于开发研究高强度钢筋的工艺路线和科学技术，都对高强度钢筋的开发起到深远的推动作用。