[发明专利]有效硼不低于96%的碳锰铬系热轧带肋钢筋及其制备方法

说明书

本发明属于钢铁冶金和轧钢技术领域，具体涉及有效硼不低于96％的碳锰铬系热扎带肋钢筋及其制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种有效硼不低于96％的碳锰铬系热轧带肋钢筋及其制备方法。该钢筋的化学成分按重量百分比计为：C：0.21％～0.25％、Si：0.50％～0.70％、Mn：1.40％～1.60％、P≤0.045％、S≤0.045％、Cr：0.30％～0.50％、Ti：0.010％～0.020％、B：0.0008％～0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质。采用本发明方法制备得到的产品确保了钢的稳定性和淬透性，具有良好的力学性能。

技术领域

本发明属于钢铁冶金和轧钢技术领域，具体涉及有效硼不低于96％的碳锰铬系热轧带肋钢筋及其制备方法。

背景技术

硼钢具备良好的淬透性，加入0.0005％～0.0030％的微量硼可使钢淬透性获得大幅提升。但是，含硼钢是极难冶炼且性能波动最大的钢种，因为硼的加入量十分微少，是已知钢中吨钢添加最少的合金元素，而硼与氧、氮的亲和力又很强，硼的加入很容易被氧化，因此精确控制硼含量在一定范围十分困难。

钢中硼有五种存在形式，即固溶硼(B固)、氮化硼(BN)、氧化硼(BO_X)、铁硼渗碳体[Fe₃(CB)]和铁硼酸化合物[Fe₂₃(CB)₆]，即全B＝B固+B[Fe₃(CB)]+B[Fe₂₃(CB)₆]+B[BN]+B[BO_X]。其中氮化硼和氧化硼中的硼为酸不溶硼，对钢的淬透性无益，为无效硼；铁硼渗碳体和铁硼酸化合物为硼相，硼相中的硼和固溶硼可溶于酸，为酸溶硼，即有效硼。因此，即使能精确控制硼在钢中的含量，但不同硼的存在形式对硼钢的性能影响波动极大。

为适应钢铁连续快捷生产节奏，目前钢厂化学成分分析设备均为光谱仪，光谱分析法不能区分硼的各种存在形式，硼元素的分析结果均为全硼，因为只有酸溶硼为有效硼，而全硼不等于酸溶硼，所以其分析结果对指导硼钢的生产毫无意义。化学分析基本可确定各种形式的硼含量，化学分析法不能快速出结果，因此很难应用于实际生产中。

因此，硼钢的生产难点主要体现为，冶炼过程中不能准确控制硼在钢种的存在形式，且难以通过快捷的检测手段对钢中有效硼进行精确量化，从而不能对硼钢生产及淬透性控制进行指导，导致出现在化学成分相当的情况下性能差异较大，这也是硼钢很难推广的主要原因。

专利文献CN102796962A公开了“铌钛硼微合金HRB600高强度抗震钢筋及其制备”，经过钢水冶炼、钢水浇铸、钢坯控轧控冷，得到具有下列质量百分比的铌钛硼微合金HRB600高强度抗震钢筋：C：0.14～0.18wt％，Si：0.30～0.50wt％，Mn：0.50～0.75wt％，Cr：0.50～0.70wt％，Nb：0.030～0.050wt％，B：0.0015～0.0030wt％，Ti：0.020～0.040wt％，S≤0.045wt％，P≤0.045wt％，其余为Fe及不可避免的不纯物。该制备方法中需加入铌铁以获得所需铌含量，但是钢种含铌会使铸坯产生较强裂纹倾向性，恶化铸坯表面质量，铌铁价格较为昂贵，生产成本高；并且，该方法Ti和B的合金化均为直接加入钢水，收得率波动较大(Ti、B为易氧化元素)，不利于成分精确控制。

专利文献CN101654761A公开了“工程机械用碳锰系复合微合金化钢及其制备方法”，通过该专利方法制备得到碳锰系复合微合金化钢的化学成分以重量百分比为：C0.32～0.37％，Si0.15～0.30％，Mn1.20～1.40％，P≤0.030，S≤0.030，B0.0005～0.0030％，Cr0.10～0.60％，Al0.01～0.07％，Ti0.01～0.06％，其余为Fe和微量杂质。钢中有效硼含量不低于95％，控制Ti/N为3～6，使得钢中的硼基本上全部为有效硼。该方法钢种需加入一定量的铝进行深脱氧，Al含量高，钢水可浇性差，连铸过程易堵塞水口。

发明内容