专利名称：一种500 Mpa级建筑用抗震钢筋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种500 Mpa级建筑用抗震钢筋,属于冶金工业生产的金属材料领域。
背景技术：
2008年3月I日，中国开始执行GB1499. 2— 2007热轧带肋钢筋生产标准，新标准中增加了抗震钢筋牌号，并给出相应的力学性能指标。国内此前没有专业生产抗震钢筋的企业以及有关抗震钢筋的标准。从钢筋化学成分和生产工艺方面分析，国内多数钢筋生产企业已采用余热淬火(穿水)工艺生产螺纹钢。采用余热淬火工艺，钢材内部存在较多淬火马氏体 组织和位错，致使钢材强度高、塑性差，很难满足抗震钢筋对屈强比和延伸率等方面要求。我国建筑用钢筋普遍采用的是II级HRB335带肋钢筋，而发达国家如美国、西欧、日本等则普遍使用的是III级HRB400带肋钢筋，甚至级别更高的带肋钢筋。随着建筑工业的迅速发展，高层建筑等工业结构对钢筋承载能力的要求越来越高，抗震问题也引起了普遍关注。研发高级别抗震钢筋，使其不仅满足GB1499. 2— 2007热轧带肋钢筋国家标准各项性能指标要求的同时，又满足建筑抗震设计对钢筋性能的要求，必将提高产品技术含量，进一步扩大包钢生产建筑钢筋的品种系列和功能配套系列，更好地满足用户的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过成分设计和优化，能够提高钢筋的性能和级别，满足抗震性能要求的500 Mpa级建筑用抗震钢筋。本发明的抗震钢筋在冶炼时通过加入V元素及吹氮气增氮，最终的钢筋材质的成分组成按重量百分为碳O. 20 O. 25%，硅O. 40 O. 60%,锰I. 40 I. 60%,钒O. 07 O. 12%,磷小于等于O. 030%,硫小于等于O. 020%,氮O. 0090 O. 0130% (即90 130ppm)，其余为铁及不可避免的杂质。所述在冶炼时加入V元素，是以V合金的形式加入；所述V合金为VN合金、MnSiN合金或FeV合金，其中VN合金是VN16或VN12合金;所述抗震钢筋是公称直径范围为6mm 50mm的热轧带肋钢筋；所述建筑用抗震钢筋的力学性能为屈服强度彡500MPa，抗拉强度彡630MPa，延伸率> 15%，实测抗拉强度与实测屈服强度之比R。m / R。& > I. 25，实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比R。Λ / ReL ^ I. 30,最大力总伸长率Agt彡9%。本发明优点是采用钒氮微合金化，同时提高强度和韧性，强韧性配合较好；满足建筑抗震设计对钢筋性能的要求，提高了产品的品质和技术含量；成分配比合理，钢材综合性能高，焊接性能好，使用的安全性大为提高；强度提高相对减少了钢材用量，属节能低碳经济；热轧态交货，避免了由于采用余热淬火(穿水)工艺生产，钢材内部存在较多淬火马氏体组织和位错，使钢材强度高、塑性差的缺陷。
具体实施例方式经过科技人员的专研，通过设计并经优化得出钢筋材质的成分，范围如表I所示，该钢种命名为HRB500E。表I HRB500E抗震钢筋成分 w%
丽中 Ic[Si[MnIvIp Is I [N]ppmHRB500E |θ. 20 O. 25 |θ. 40 O. 60 | · 40 I. 60 |θ. 07 O. 12 K O- 030 K O- 020 |θ0 130工艺流程为100 t转炉冶炼一LF炉精炼一连铸(铸坯规格为152mmX 152mm) —轧制。工业试生产了 2炉钢，具体的工艺参数控制如下I)转炉生产转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如表2所示。表2 HRB500E出钢的成分及温度
试验号I出钢温度，V I出钢碳含量，I出钢磷含量，—
I* 16360.030Γ019
2* |l630|θ. 04|θ. 0172) L F 炉生产表3 HRB500E精炼工位离位成分及温度
试验号 C，w% Si, w% Mn, w% V, w% P, w% S, w% 温度，°C I* 0Γ23~ 0. 50 'l. 49 0Γθ9~ 0.026 0.009 1566 —
2* |θ. 24 |θ. 54 |l. 53 |θ. 09 |θ. 023 |θ. 012 |l572
3)连铸生产表4 HRB500E连铸过热度及拉速控制
试验号过热度，°C 拉速，m/min
I*302. 32 —
2*丨27\2.24 —至此完成了本发明的钢材的钢坯生产，以下为采用所述连铸钢坯生产钢筋的工艺，工艺流程为钢还一加热炉加热一轧制。4)轧钢生产钢坯在加热炉内加热时间大于2小时，钢坯开轧温度在1150°C。5)性能检验表5 HRB500E钢筋的力学性能要求
权利要求
1.一种500 Mpa级建筑用抗震钢筋，其特征是在冶炼时通过加入V元素及吹氮气增氮，最终的钢筋材质的成分组成按重量百分为碳O. 20 O. 25%，硅O. 40 O. 60%，锰I. 40 I. 60%,钒O. 07 O. 12%,磷小于等于O. 030%,硫小于等于O. 020%,氮O. 0090 O.0130%，其余为铁及不可避免的杂质。
2.根据权利要求I所述的500Mpa级建筑用抗震钢筋，其特征是所述在冶炼时加入V元素，是以V合金的形式加入。
3.根据权利要求2所述的500Mpa级建筑用抗震钢筋，其特征是所述V合金为VN合金、MnSiN合金或FeV合金，其中VN合金是VN16或VN12合金。
4.根据权利要求3所述的500Mpa级建筑用抗震钢筋，其特征是所述抗震钢筋是公称直径范围为6mm 50mm的热轧带肋钢筋。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的500Mpa级建筑用抗震钢筋，其特征是所述建筑用抗震钢筋的力学性能为屈服强度> 500MPa，抗拉强度> 630MPa，延伸率> 15%，实测抗拉强度与实测屈服强度之比R。m / R。& > I. 25，实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比/ R eL ^ I. 30,最大力总伸长率Agt彡9%。
全文摘要
本发明涉及一种500 Mpa级建筑用抗震钢筋，其特征是在冶炼时通过加入V元素及吹氮气增氮，最终的钢筋材质的成分组成按重量百分为碳0.20～0.25%，硅0.40～0.60%，锰1.40～1.60%，钒0.07～0.12%，磷小于等于0.030%，硫小于等于0.020%，氮0.0090～0.0130%，其余为铁及不可避免的杂质。其优点是采用钒氮微合金化，同时提高强度和韧性，强韧性配合较好；满足建筑抗震设计对钢筋性能的要求，提高了产品的品质和技术含量；成分配比合理，钢材综合性能高，焊接性能好，使用的安全性大为提高；强度提高相对减少了钢材用量，属节能低碳经济；热轧态交货，避免了由于采用余热淬火(穿水)工艺生产，钢材内部存在较多淬火马氏体组织和位错，使钢材强度高、塑性差的缺陷。
文档编号C22C38/12GK102899558SQ20121046398
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者姜德刚, 智建国, 白月琴 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司