[发明专利]时效性能稳定的热轧钢筋及其生产方法

说明书

本发明提供了一种时效性能稳定的热轧钢筋及其生产方法，所述时效性能稳定的热轧钢筋的生产方法包括：钢筋的成分配方，按质量分数Wt％为：C：0.21～0.25，Si：0.40～0.60，Mn：1.30～1.45，Nb：0.023～0.035，B：0.0008～0.0018，P、S均不大于0.040，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明得到的钢筋残余应力极低，经自然时效，钢筋的屈服强度变化幅度很小，在正常使用过程中保证了钢筋强度的高稳定性。所述热轧钢筋采用以上生产方法获得。

技术领域

本发明涉及钢铁生产领域，具体涉及一种时效性能稳定的热轧钢筋及其生产方法。

背景技术

热轧钢筋按GB/T1499.1或GB/T1499.2标准生产，不同牌号或强度级别，钢筋生产采用的工艺不尽相同，有微合金化、有控轧控冷，或两种工艺兼有的，尽管如此，不管何种工艺，钢筋均面临着同样的问题，即钢筋经自然时效后，屈服强度会有一定幅度的下降，一般有10～30Mpa的降幅，因此钢筋出厂性能并非钢筋服役时的实际性能，而是存在一定的偏差，由此带来钢筋使用过程较大的安全隐患。

钢筋性能经自然时效后出现变化、时效后屈服强度下降，是因钢筋的残余应力形成及随后的时效变化引起。残余应力也就是钢筋的内应力，其产生因素主要有不均匀的机械变形、不均匀的温度变化和不均匀的相变，目前的热轧钢筋由于多数均在奥氏体再结晶区以上温度变形、没有发生B或M转变、组织为F+P，生产结束后其残余应力主要以温度应力为主：钢筋的表面冷却快于芯部，冷至常温后，钢筋表面产生压应力、芯部则为拉应力。钢筋生产结束后立即取样进行出厂检验，此时的拉伸试验其拉伸载荷由夹具通过钢筋表面传递至整个钢筋截面，这个载荷由于与钢筋表面残余应力方向相反，因此，要使钢筋达到屈服，除了需要克服材料本身的屈服极限外，还要克服钢筋的表面压应力，此时得到的钢筋出厂性能，其屈服强度叠加有钢筋的残余应力，而非材料真实的屈服强度，在钢筋随后使用过程的自然时效，交变的温度变化及微应变将产生应力松驰，导致残余应力不断下降，钢筋的屈服也随之下降。例如图1为目前钢筋经历自然时效屈服强度的变化，时效后钢筋真正服役强度已低于标准下限值400MPa，强度降幅为25MPa。

消除钢筋的残余应力，如采用人工热时效及振动时效等，可以较短的时间加快钢筋残余应力释放，这些方法可作为钢筋出厂检验前的试样处理，但是由于需要增加时间及装备，目前基本上没有厂家使用以上方法进行出厂检验，因此出厂检验的钢筋性能与钢筋实际服役、经长时间时效的真实性能存在较大偏差，钢筋使用的安全隐患仍然存在。

综上所述，现有技术中存在以下问题：钢材生产时的热轧钢筋的残余应力较大，在正常使用过程中残余应力下降明显，导致钢筋性能下降。

发明内容

本发明提供一种时效性能稳定的热轧钢筋及其生产方法，以解决钢材生产时的热轧钢筋的残余应力大，在正常使用过程中残余应力下降明显，导致钢筋性能下降的问题。

为此，本发明提出一种时效性能稳定的热轧钢筋的生产方法，所述时效性能稳定的热轧钢筋的生产方法包括：

钢筋的成分配方，按质量分数Wt％为：C：0.21～0.25，Si：0.40～0.60，Mn：1.30～1.45，Nb：0.023～0.035，B：0.0008～0.0018，P、S均不大于0.040，其余为Fe和不可避免的杂质；

生产方法包括以下步骤：转炉炼钢、方坯连铸、加热、连续轧制、轧后冷却、和冷床自然冷却；

步进式连续加热炉加热，均热段加热温度1160±40℃，加热时间70±10min；

开轧温度1040±30℃；

进一步地，轧制规格为Φ18～Φ25mm。

进一步地，Φ18规格采用三切分工艺，其它规格采用二切分工艺。

进一步地，成品机架轧制速度8～13m/s。