一种hrb500e抗震钢筋的轧制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抗震钢筋的生产方法，尤其是一种HRB500E抗震钢筋的轧制方 法。
【背景技术】
[0002] 我国是一个多震国家，每次强烈地震都带来灾难性后果，如1976年唐山大地震、 5. 12汶川大地震，伤亡人数巨大，主要是建筑坍塌造成，给当地及国家造成无法估量的损 失，这也引起了建筑界对钢筋强度和抗震性能的高度关注。在节约金属及建筑安全的角度 考虑，国家以明令淘汰HRB335等低强度钢筋，向高强度、抗震性能发展，这也给HRB500E高 强抗震钢筋的研发及使用提供了动力。国内应用HRB500E钢筋的总量还较少，但是呈现逐 年提升、发展速度加快的趋势，但目前只有少数企业能生产HRB500E钢筋，其成分主要以 V-N微合金化添加少量Cr为主，在生产中也体现出诸多问题，其内容如下：
[0003] 1、力学性能的初验合格率低下，主要是问题是强屈比Rm/Rel小于1. 25,不能满足 GB1499. 2-2007中规定的强屈比Rm/Rel不得小于1. 25的指标，时常发生将其改判成无强屈 比要求的HRB500钢筋。
[0004] 2、在轧后产品呈现与轧制方向一致的表面裂纹，不满足GB1499. 2-2007中规定的 弯曲性能，造成大量废品。
[0005] 上述问题不但增加了运行成本，也给产品质量带来一定的隐患。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种高强屈比和弯曲性能HRB500E抗震钢筋的 轧制方法。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括加热过程、乳制过程 和冷却过程，所述加热过程：坯料装加热炉前的温度< 500°C，所述坯料加热温度1200~ 1250°C，在炉时间70~100分钟，所述加热炉采用还原性气氛；所述冷却过程采用自然冷 却。
[0008] 本发明所述冷却过程中，对冷床周围进行遮挡。
[0009] 本发明所述抗震钢筋采用V-N微合金化并且含有0.1 wt %~0. 3wt %的Cr元素。
[0010] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明能有效地避免弱化晶间结合力 和晶粒过度细化，并且降低了位错密度，达到了提高强屈比和避免产生表面裂纹的目的。本 发明具有工艺简单、力学性能好、产品合格率高等特点，能够有效地降低产品的生产成本， 提升产品质量。
【附图说明】
[0011] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012] 图1是本发明1#试样组织形貌（50X);
[0013] 图2是本发明1#试样组织形貌（1000X);
[0014] 图3是本发明2#试样组织形貌（17X);
[0015] 图4是本发明2#试样组织形貌（1000X);
[0016] 图5是本发明3#试样组织形貌（20X);
[0017] 图6是本发明3#试样组织形貌（1000X)。
【具体实施方式】
[0018] 本HRB500E抗震钢筋的轧制方法中，坯料采取低温入炉（加热炉），其温度应在 500°C以下，坯料浇铸后形成的奥氏体已经转变完毕，形成铁素体和珠光体的常温组织。如 果采用800°C以上热装，坯料的组织完全为奥氏体，坯料浇铸后冷却过程中，仍析出的大量 合金元素（Cr、V) C-N化合物偏聚在晶界，并且在加热过程中回溶不完全，分散度较差，对钢 的热塑性不利，在轧制过程附加拉应力作用下，容易产生裂纹。过高温度装炉，也容易产生 魏氏组织，对钢的性能不利。坯料在500~800°C装炉是最不利的，此时处于奥氏体和铁素 体共存的双相区，由于坯料在冷却过程中，铁素体首先在奥氏体晶界处生成，就形成铁素体 膜包裹奥氏体的形态，铁素体对于（Cr、V)C-N化合物溶解度更低，有更多的（Cr、V)C-N化 合物析出，与800°C以上热装相比晶界处富集的化合物更多，即使入炉加热至完全奥氏体 化，膜状的先共析铁素体形态仍然不能完全消除，在轧制过程的附加拉应力作用下，奥氏体 晶界处碳氮化析出物及先共析铁素体膜在外力作用下通过微孔萌生、聚合和延展导致晶间 断裂，在钢筋横肋顶部呈现与轧制方向一致的裂纹，比800°C装炉造成的裂纹更多也更严 重。坯料在500°C以下低温入炉，可以避免上述问题，首先此时坯料完全相变后形成了新的 晶界，与原奥氏体晶界不重合，析出的化合物已经不再晶界处富集在，而分散在晶粒内部， 晶粒尺寸小于原奥氏体晶粒，装炉加热后由铁素体再次转变为奥氏体，再次形成新的晶界， (Cr、V)C-N化合物会更加分散，而避免因析出的化合物的富集而产生表面裂纹，同时增加了 钢的强度。
[0019] 本HRB500E抗震钢筋的轧制方法中，坯料加热温度1200~1250°C，高于奥氏体形 成温度约300度，在炉时间70~100分钟，其作用是使奥氏体晶粒长大，也使析出的（Cr、 V) C-N化合物进行充分回溶，晶粒过于细小是造成HRB500E钢筋强屈比不合格因素之一，晶 粒适当长大是提高强屈比Rm/Rel的有效途径。低温轧制除造成晶粒过于细小外，在轧制 过程中，还可以形成过多的位错，由于温度较低恢复过程不彻底，大量的位错遗留在钢筋内 部，在塑性变形过程中他们又能产生新的位错源，由于HRB500E钢筋所添加合金较多，对位 错有很强烈的钉扎作用，大量位错纠结在一起形成裂纹源，使抗拉强度降低，高温轧制可以 使恢复过程更加彻底，以达到消除位错的作用，使位错数量大量减少。加热温度不可超过 1300°C，在规定的温度内在炉时间也不应超过120分钟，否则产生过热、过烧的加热缺陷。
[0020] 本HRB500E抗震钢筋的轧制方法中，加热炉的炉内气氛应呈现还原性，它是在高 温下加热及保温坯料的必要条件，如果炉内气氛呈现氧化性，会氧化晶界，弱化晶间结合 力，乳制过程中在附加拉应力的作用下同样会产生裂纹。
[0021] 本HRB500E抗震钢筋的轧制方法中，轧后应自然冷却，不加以穿水或任何其他形 式的强制冷却，目的是使晶粒适当粗化，增加恢复过程，消除位错，降低位错密度，从而达到 提高强屈比Rm/Rel的目的。为避免钢筋在冷床上温降过快而使晶粒度过于细小、位错密度 过大，在冷却过程中最好对冷床周围进行遮挡，减少空气对流，尤其是在冬季。
[0022] 实施例1 :本HRB500E抗震钢筋的轧制方法的具体工艺如下所述。
[0023] 采用V-N微合金化并且含有0. 2wt %的Cr元素的坯料；包括加热过程、乳制过程 和冷却过程。
[0024] 所述加热过程：坯料装加热炉前的温度460°C，所述坯料加热温度1200°C，在炉时 间80分钟，加热炉采用还原性气氛。
[0025] 所述冷却过程：采用自然冷却，并对冷床周围进行遮挡。
[0026] 实施例2 :本HRB500E抗震钢筋的轧制方法的具体工艺如下所述。
[0027] 采用V-N微合金化并且含有0. lwt%的Cr元素的坯料；包括加热过程、轧制过程 和冷却过程。
[0028] 所述加热过程：坯料装加热炉前的温度498°C，所述坯料加热温度1250°C，在炉时 间70分钟，加热炉采用还原性气氛。
[0029] 所述冷却过程：采用自然冷却，并对冷床周围进行遮挡。
[0030] 实施例3 :本HRB500E抗震钢筋的轧制方法的具体工艺如下所述。
[0031] 采用V-N微合金化并且含有0. 3wt%的Cr元素的坯料；包括加热过程、乳制过程 和冷却过程。
[0032] 所述加热过程：坯料装加热炉前的温度395°C，所述坯料加热温度1220°C，在炉时 间100分钟，加热炉采用还原性气氛。
[0033] 所述冷却过程：采用自然冷却，并对冷床周围进行遮挡。
[0034] 对16-40螺HRB500E按照实施例1~3及常规坯料热装轧制工艺进行试验，每个 规格样本数为100支，然后进行强屈比及表面裂纹检测，实验数据见表1。
[0035] 表1 :实施例与常规坯料热装轧制工艺试验数据
[0036]
【主权项】
1. 一种HRB500E抗震钢筋的轧制方法，其包括加热过程、乳制过程和冷却过程，其特征 在于，所述加热过程：坯料装加热炉前的温度< 500°C，所述坯料加热温度1200~1250°C， 在炉时间70~100分钟，所述加热炉采用还原性气氛；所述冷却过程采用自然冷却。
2. 根据权利要求1所述的一种HRB500E抗震钢筋的轧制方法，其特征在于：所述冷却 过程中，对冷床周围进行遮挡。
3. 根据权利要求1或2所述的一种HRB500E抗震钢筋的轧制方法，其特征在于：所述 抗震钢筋采用V-N微合金化并且含有0. lwt%~0. 3wt%的Cr元素。
【专利摘要】本发明公开了一种HRB500E抗震钢筋的轧制方法，其包括加热过程、轧制过程和冷却过程，所述加热过程：坯料装加热炉前的温度＜500℃，所述坯料加热温度1200～1250℃，在炉时间70～100分钟，所述加热炉采用还原性气氛；所述冷却过程采用自然冷却。本方法能有效地避免弱化晶间结合力和晶粒过度细化，并且降低了位错密度，达到了提高强屈比和避免产生表面裂纹的目的。本方法具有工艺简单、力学性能好、产品合格率高等特点，能够有效地降低产品的生产成本，提升产品质量。
【IPC分类】B21B1-16, C22C38-24, B21B37-74
【公开号】CN104668284
【申请号】CN201510055555
【发明人】褚文龙, 乔国平, 韩春良, 关大伟, 王晓飞, 徐军
【申请人】河北钢铁股份有限公司承德分公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月3日