Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法，其包括升温过程、保温过程和冷却过程，所述保温过程中的保温温度为200?600°C，保温时间为3?6小时。本方法利用热处理加热炉进行加热，使轧后空冷得到的马氏体组织分解，马氏体中的过饱和碳析出，扭转的晶格基本恢复正常，因而消除组织应力，使钢材组织转化为贝氏体与相应的回火组织；随着马氏体的消失钢材强度降低、保温时间延长钢材含氢量减少，也大大降低了钢材的氢脆敏感性，保证了高强精轧螺纹钢筋的强韧性、降低了组织应力、氢脆敏感性。本方法在保证高强精轧螺纹钢筋的强韧性、降低组织应力和氢脆敏感性的同时，简化了生产工艺，降低了设备需求，具有工艺简单、生产成本低的特点。
【专利说明】Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钢材的热处理方法，尤其是一种Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火 热处理方法。
【背景技术】
[0002] 高强精轧螺纹钢筋广泛应用于高铁、桥梁和超高层建筑等大型工程，是现代化建 设不可或缺的一种钢材。目前，PSB830、PSB930、PSB1080高强度优质精轧螺纹钢筋的生产 钢种普遍为40Si2MnV，该钢种采用在线淬火、回火的生产工艺。上述钢种生产工艺复杂、对 生产线设备要求较高。另一种高强度优质精轧螺纹钢筋是采用廉价Mn、Cr、Si为主合金元 素生产的Mn系高强精轧螺纹钢筋，该技术对生产线设备无特殊要求，是一种理想的低成本 高强精轧螺纹钢筋生产方式。但由于Mn系高强精轧螺纹钢筋轧后空冷得到贝氏体及马氏 体组织，组织应力大、氢脆敏感性高，极容易发生脆断。所以，Mn系高强精轧螺纹钢筋必须 进行后续处理，在保证强度的同时提高产品的韧性。回火是热处理工艺中最常见也是最有 效的实现强韧性配合的方法，对钢的组织与性能有重要影响，而且成本低廉。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方 法，以保证高强精轧螺纹钢筋的强韧性、降低组织应力和氢脆敏感性。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括升温过程、保温过程和 冷却过程，所述保温过程中的保温温度为200?600°C，保温时间为3?6小时。
[0005] 本发明所述冷却过程采用随炉冷却方式。
[0006] 本发明所述升温过程中，经3?6小时升温至200?600°C。
[0007] 本发明所述钢筋成分的质量百分比为：C 0.27?0.31%、Si 0.70?1.00%、Mn 2. 20 ?2. 70%、P 彡 0. 035%、S 彡 0. 035%、V 0. 040 ?0. 080%、Cr 0. 03 ?I. 00%、Ti 0. 01 ? 0. 03%，其余为Fe和不可避免的不纯物。
[0008] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明利用热处理加热炉进行加热， 使轧后空冷得到的马氏体组织分解，马氏体中的过饱和碳析出，扭转的晶格基本恢复正常， 因而消除组织应力，使钢材组织转化为贝氏体与相应的回火组织；同时，随着马氏体的消失 钢材强度降低、保温时间延长钢材含氢量减少，也大大降低了钢材的氢脆敏感性，保证了高 强精轧螺纹钢筋的强韧性、降低了组织应力、氢脆敏感性。
[0009] 本发明在现有的冶炼和轧制生产设备条件下，利用回火热处理工艺使Mn系高强 精轧螺纹钢筋获得最佳的强韧性，即：钢中轧后空冷所得的马氏体组织发生如下变化：碳 的偏聚和聚集（20?100°C )-马氏体分解（100?250°C )-残余奥氏体分解（200?300°C ) -碳化物类型转变（200?400°C)- α相回复和再结晶、渗碳体球化（400?600°C)，而下 贝氏体基本保持不变；同时含钒碳氮化物细小粒子的弥散析出也保证了钢材的强度；从而 获得各项性能指标满足PSB830、PSB930、PSB1080级的Mn系高强精轧螺纹钢筋。
[0010] 本发明在保证高强精轧螺纹钢筋的强韧性、降低组织应力和氢脆敏感性的同时， 简化了生产工艺，降低了设备需求，具有工艺简单、生产成本低的特点。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，各实施例的钢材成分见表1。
[0012] 表1 :各实施例中钢材成分（wt%)
【权利要求】
1. 一种Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法，其包括升温过程、保温过程和冷却 过程，其特征在于：所述保温过程中的保温温度为200?600°C，保温时间为3?6小时。
2. 根据权利要求1所述的Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法，其特征在于：所 述冷却过程采用随炉冷却方式。
3. 根据权利要求1所述的Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法，其特征在于：所 述升温过程中，经3?6小时升温至200?600°C。
4. 根据权利要求1、2或3所述的Mn系高强精轧螺纹钢筋的回火热处理方法，其特征在 于，所述钢筋成分的质量百分比为：C 0. 27?0. 31%、Si 0. 70?I. 00%、Μη 2. 20?2. 70%、 P 彡 0· 035%、S 彡 0· 035%、V 0· 040 ?0· 080%、Cr 0· 03 ?I. 00%、Ti 0· 01 ?0· 03%，其余为 Fe和不可避免的不纯物。
【文档编号】C21D9/00GK104212961SQ201410426792
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】王全利, 白瑞国, 王井伟, 关丛英, 马海峰, 王晓东 申请人:河北钢铁股份有限公司承德分公司