一种耐海洋气候腐蚀钢筋的制作方法
【专利摘要】一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其组分及重量百分比含量为：C：0.2%～0.25%，Si：0.35%～0.55%，Mn：1.0%～1.35%，P：0.01%～0.04%，S:0.005～0.03%，Cu：0.05%～0.3%，Ni：0.04%～0.25%，Cr：0.05～0.3%，余为Fe及不可避免的杂质：满足Ceq不超过0.54%。本发明在能满足屈服强度不低于400MPa，抗拉强度不低于540MPa，延伸率A不低于16%，最大力下总伸长率Agt/%不低于9%，冷弯性能合格的条件下，耐海洋腐蚀性能优良、即由现在的1.00%提高到1.43%，使用中不会产生开裂。
【专利说明】一种耐海洋气候腐蚀钢筋
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建筑用钢筋，具体地属于一种耐海洋气候腐蚀钢筋。
【背景技术】
[0002] 随着海洋资源被人类的不断认识及开发利用，在海洋上或近海洋处建造建筑物体 则成为必然。但是由于海洋气候问题，建筑物体的使用周期，则是人们所关注的。这主要涉 及到耐海水腐蚀或海洋气候腐蚀问题。因此，生产研究耐海水腐蚀及海洋气候腐蚀的建筑 用钢材则是人们必须考虑的问题。
[0003] 经检索，中国专利申请号为CN200910243828. 9的专利文献，其C :0. 08?0. 25、 Si :0· 35 ?1. 1、Μη :0· 7 ?2. 0、Cu :0· 20 ?0· 80、Cr :0· 30 ?1. 6、Ni :0· 20 ?1. 0、P : 0. 05?0. 10、S :<0. 010,余量为Fe和不可避免的杂质元素；或者，同时另加微合金元素 V、 Nb、Ti、B中的微量添加一种或几种；微合金兀素总量控制在0. 01?0. 5%范围。开乳温 度900?950°C，控轧温度在820°C?880°C，乳后控冷温度在600°C?750°C范围。其存在 化学成分中P的上限太高，即P > 〇. 050%，且没有约束Ceq，不能保证热轧带肋钢筋要求的 焊接性能，在使用中易断裂；并且由于将S作为控制元素看待，认为越低越好，但S含量过低 会使钢液产生吸N现象，使钢筋变脆，且会使屈服强度时效性能降低。其工艺采用的红土镍 矿，既需要专用回转窑烘干，还受到生产条件限制，需要一定的设备改造，不易普及生产。
[0004] 中国专利申请号为CN201210017724的专利文献，公开了一种400MPa的钢筋，其 组分及含量为：c :0· 1% ?0· 25%，Si :0· 5% ?0· 90%，Μη :0· 7% ?L 5%，P :0· 04% ?0· 09%， S 彡 0· 015%，Cu :0· 3% ?0· 6%，Ni :0· 1% ?0· 4%，Cr 彡 0· 1%，V :0· 03% ?0· 08%，余为 Fe 及 不可避免的杂质。其由于同样将S作为控制元素看待，认为越低越好，但S含量过低会使钢 液产生吸N现象，使钢筋变脆，且会使屈服强度时效性能降低。当P > 0. 040%时，钢筋易产 生冷弯开裂现象，不能保证钢筋的使用性能。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种在能满足屈服强度不低于400MPa，抗拉强 度不低于540MPa，延伸率A不低于16%，最大力下总伸长率Agt/%不低于9%，冷弯性能合格 的条件下，耐海洋腐蚀性能优良、即由现在的1. 〇〇%提高到1. 43%，使用中不会产生开裂问 题的耐海洋气候腐蚀钢筋。
[0006] 实现上述目的的措施： 一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其组分及重量百分比含量为：c :0.2%?0.25%，Si : 0. 35% ?0. 55%，Mn :1. 0% ?1. 35%，P :0. 01% ?0. 04%，S:0. 005 ?0. 03%，Cu :0. 05% ?0. 3%， Ni :0. 04%?0. 25%，Cr :0. 05?0. 3%，余为Fe及不可避免的杂质：满足Ceq不超过0. 54%。
[0007] 优选地：Si的重量百分比含量为0. 37%?0. 46%。
[0008] 优选地：S的重量百分比含量为0· 018%?0· 025%。
[0009] 优选地：Cu的重量百分比含量为0· 05%?0· 18%。
[0010] 优选地：Cr的重量百分比含量为0. 18%?0. 26%。
[0011] 在本领域使用的钢筋中，传统的观念认为，S是作为控制元素予以对待的，因为认 为如不对其进行控制，在钢筋中容易形成腐蚀点。而本发明认为：少量的S可以通过适量的 Μη形成细颗粒夹杂不影响钢筋的耐腐蚀性能；而S脱得低于0. 005%时，钢液容易因脱氧而 吸Ν，使钢筋变脆、时效性能下降；当其含量高于0. 03%时，容易形成大尺寸的MnS夹杂，不 利于腐蚀性能 另虽将P做为有效元素，但其含量必须加以控制在所限定的0. 01%?0. 04%范围内，否 则会对钢筋的焊接及冷弯性能不利。
[0012] 本发明中各元素及主要工序的作用 C :是钢中除铁以外最主要的元素。碳含量增加，使钢材强度提高，但塑性、韧性，特别是 可焊性下降，同时耐腐蚀性、冷弯性能也显著下降。一般建筑用钢筋要求含碳量在〇. 20%? 0. 25%之间。
[0013] Μη :是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影 响，改善钢材热加工性能，并改善钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。 建筑用钢筋中锰的含量约为〇. 8%?1. 35%。含量过高于1. 35%，使钢材变脆变硬，并降低钢 材的抗锈性和可焊性，钢坯加热时易产生过热组织。
[0014] Si :作为脱氧剂加入钢中。适量硅可提高钢材的强度，而对塑性、冲击韧性、冷弯性 能及可焊性无显著的不良影响。一般建筑用钢筋的含硅量为〇. 30%?0. 50%，含量过高于 〇. 5%，会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性。优选地Si 37%?0. 46%。
[0015] P :通常情况下是有害元素。虽然降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性，但可提 高强度、抗锈性，在耐腐蚀钢筋中可合理利用，建筑钢筋中不超过〇. 040%。
[0016] S:现有技术中均将S元素作为控制元素，认为越低越好。而在本发明中，认为S控 制在一定的范围内是无害的，只要有适量的Μη与之形成细颗粒的夹杂物，则不影响钢的耐 腐蚀性能，只是不能高于〇. 03%。当S含量超过0. 030%时，容易形成大尺寸的MnS夹杂，不 利于腐蚀性能，因此需要合理控制S含量。优选地，S 018%?0. 025%。
[0017] Cu:铜在钢中可改善钢的耐腐蚀性能，但超过一定范围时，会产生热加工开裂，且 不利于焊接性能，因此要合理控制其范围。优选地：Cu的重量百分比含量为0. 05%?0. 18%。
[0018] Ni :镍在钢中可提高耐腐蚀性能、低温冲击性能。但含量较高时不利于焊接性能， 因此要合理控制其范围。
[0019] Cr:铬在钢中可提高耐腐蚀性能、淬透性能、屈服强度、抗拉强度。但含量较高时不 利于焊接性能，因此要合理控制其范围。
[0020] 本发明与现有技术相比，在能满足屈服强度不低于400MPa，抗拉强度不低于 540MPa，延伸率A不低于16%，最大力下总伸长率Agt/%不低于9%，冷弯性能合格的条件下， 耐海洋腐蚀性能优良、即由现在的1. 〇〇%提高到1. 43%，使用中不会产生开裂。
【具体实施方式】
[0021] 下面对本发明予以详细描述： 表1为本发明各实施例及对比例的取值列表； 表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表； 表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
[0022] 本发明各实施例按照以下常规步骤生产： I) 冶炼；并控制铁水中的磷重量百分比在设定范围；向转炉中加入占总容积的12. 2~ 15 %的废钢； 3) 常规吹氧； 4) 对钢包进行常规烘烤； 5) 出钢：钢水温度达到1670?1685°C且控制C的重量百分比在0. 08%时开始出钢； 当*束； 6) 进行吹氩搅拌，时间不低于4分钟； 7) 连铸截面尺寸为15厘米*15厘米的方坯； 8) 将厚度为15厘米的方坯加热到：盘条1080?1100°C、直条1180?1250°C;加热时 间为：15厘米*4. 67分钟/厘米，单位为分钟； 9) 钢坯出加热炉后，进行常规的高压水除磷； 10) 进行轧制，控制开轧温度在：盘条980?1020°C、直条1080?1120°C ; II) 轧后进行穿水冷却，冷却后：盘条的吐丝温度、直条上冷床温度控制在900? 950。。； 12) 盘条进行常规辊道冷却及PF线冷却、直条上步进冷床冷却； 13) 进行剪切、精整、包装及检验，待用。
[0023] 表1本发明实施例与比较例的化学成分列表（wt%)
【权利要求】
1. 一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其组分及重量百分比含量为：C :0. 2%?0.25%，Si : 0. 35% ?0. 55%，Mn :1. 0% ?1. 35%，P :0. 01% ?0. 04%，S:0. 005 ?0. 03%，Cu :0. 05% ?0. 3%， Ni :0. 04%?0. 25%，Cr :0. 05?0. 3%，余为Fe及不可避免的杂质：满足Ceq不超过0. 54%。
2. 如权利要求1所述的一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其特征在于：Si的重量百分比含量 为 0· 37% ?0· 46%。
3. 如权利要求1所述的一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其特征在于：S的重量百分比含量为 0. 018% ?0. 025%。
4. 如权利要求1所述的一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其特征在于：Cu的重量百分比含量 为 0· 05% ?0· 18%。
5. 如权利要求1所述的一种耐海洋气候腐蚀钢筋，其特征在于：Cr的重量百分比含量 为 0· 18% ?0· 26%。
【文档编号】C22C38/42GK104109815SQ201410362103
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】朱兆顺, 卜勇, 张渊普, 余爱华, 黄红明, 曹立潮, 吴本胜, 万升, 陈勇 申请人:武汉钢铁(集团)公司