专利名称：高强度抗震热轧钢筋用钢的制作方法
技术领域：
本发明属于合金钢，尤其涉及钢筋混凝土用的热轧钢筋用钢，或其它高强度钢热加工棒材用钢。
背景技术：
钢中的合金元素及含量影响钢的力学性能，钢筋的屈服强度、强屈比的高低直接影响建筑结构的安全性和抗震性能。因此，建筑结构使用高强度抗震性能良好的热轧钢筋日益受到人们的关注。目前，国内外使用的建筑用热轧钢筋最高的屈服强度级别只有500-520MPa，作为重要抗震性能指标的强屈比的最高要求也只能是≥1.30。如英国BS44491997标准中的460MPa级钢筋要求屈服强度≥460MPa，强屈比≥1.10；日本JIS G3112-1987标准中的SD490钢筋，要求屈服强度≥490MPa，强屈比未规定；德国DIN488/1-1984标准中的BSt500S钢筋成分要求是≤0.22％C，≤0.050％P、S，要求屈服强度≥500Mpa，强屈比≥1.05。中国GB1499-1998标准中的HRB500钢筋，成分要求是≤0.25％C，≤0.80％Si，≤1.60％Mn，≤0.045％P、S，≤0.55％Ceq，要求屈服强度≥500MPa，用户协议条款强屈比的最高要求是≥1.30。由于上述各国的钢筋的屈服强度和强屈比都偏低，所以要保证建筑结构的安全性和抗震性能，必须增加排筋密度，或力大钢筋的规格，增加了钢材用量，提高建造成本。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明公开一种高强度抗震热轧钢筋用钢，用这种钢生产出的热轧钢筋或其它热加工棒材，其屈服强度和强屈比明显提高，以节省用于建筑的热轧钢筋的用量，提高建筑结构的安全性和抗震性能，降低建造成本。
高强度热轧钢筋用钢，由下列元素按重量百分比(％)组成0.07-0.16％C、1.2-2.0％Si、1.5-2.0％Mn、≤0.4％Cr、0.02-0.14％V，其余为Fe和杂质元素。
上述这些元素的组合及含量(％)范围是通过大量试验确定的。这些元素在钢中的作用叙述如下降低C含量有利于改善焊接性能；Mn推迟珠光体转变，可提高淬透性，起到固溶强化和细化铁素体晶粒的作用，Mn降低A3、A1临界点，在推迟珠光体转变的同时，也推迟铁素体转变；Si能促进先共析铁素体析出，对珠光体形成的影响不大，Si提高A3、A1临界点并有强烈的固溶强化作用；Cr能强烈推迟珠光体和铁素体转变，可增加钢的淬透性，Cr虽是弱固溶强化元素，但能增大奥氏体的过冷能力，从而细化组织、得到强化效果；V溶于奥氏体中能显著增加钢的淬透性，在铁素体中析出的V的碳化物或碳氮化物，具有显著的弥散强化作用，V可通过V-Fe合金、V-N合金、V渣合金化等形式加入钢中。
本发明只需在通用炼钢设备中，采用通用的炼钢工艺，按上述确定的成分范围进行冶炼；在通用轧钢设备及普通的轧制工艺、在热轧一空冷的条件下，生产出高强度抗震性良好的热轧钢筋或高强度热加工棒材。其显微组织是以铁素体+马氏体(或贝氏体)为主，有时还含有少量珠光体等组织。其性能指标屈服强度σs(p0.2)≥550MPa，σb≥850MPa，σb/σs(p0.2)≥1.45，δ5≥12％，冷弯d＝5a，90°合格。
采用本发明生产的热轧钢筋，由于强度提高，可以节省钢材，降低排筋密度，降低建造成本，或增加结构的强度，加大安全储备量；由于作为重要抗震性能指标的强屈比明显提高，可以提高建筑物的抗震性能，增加建筑结构的安全性。
(略)具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。在以下实施例和对比例中C碳、Si硅、Mn锰、P磷、S硫、Cr铬、V钒、σs(p0.2)(MPa)表示钢材的屈服强度，这一数值越高，表示钢筋的强度越高；σb(MPa)表示钢材的抗拉强度，用强屈比σb/σs(σp0.2)表示钢筋的抗震性指标，这一比值越大，表示钢筋的抗震性能越好。
实施例1在通用的炼钢设备上采用普通的炼钢工艺分别按表1的“编号”，指定的各元素及含量(重量百分比％)进行冶炼；用通用轧钢设备及轧制工艺，生产出公称直径18mm的高强度抗震热轧钢筋；钢筋力学性能测试结果列于表1中。
实施例2按表1的“编号”2指定的各元素及含量(重量百分比％)，重复实施例1的方法，生产出公称直径18mm的热轧高强度抗震热轧钢筋，钢筋力学性能测试结果列于表1中。
实施例3按表1的“编号”3指定的各元素及含量(重量百分比％)，重复实施例1的方法，生产出公称直径18mm的热轧高强度抗震热轧钢筋，钢筋力学性能测试结果列于表1中。
实施例4按表1的“编号”4指定的各元素及含量(重量百分比％)，重复实施例1的方法，生产出公称直径18mm的热轧高强度抗震热轧钢筋，钢筋力学性能测试结果列于表1中。
实施例5按表1的“编号”5指定的各元素及含量(重量百分比％)，重复实施例1的方法，生产出公称直径18mm的热轧高强度抗震热轧钢筋，钢筋力学性能测试结果列于表1中。
表1本发明的成分与钢筋的性能实施例(成分％；强度MPa；延伸率％)
对比例1英国BS44491997标准中的460MPa级钢筋化学成分≤0.25％C，≤0.050％P、S，≤0.51％Ceq，要求屈服强度≥460MPa，强屈比≥1.10。
对比例2日标JIS G3112-1987标准中的SD490钢筋成分要求是≤0.32％C，≤0.55％Si，≤1.80％Mn，≤0.040％P、S，≤0.60％(C+Mn/6)，要求屈服强度≥490MPa，强屈比未规定。
对比例3德国DIN488/1-1984标准中的BSt500S钢筋成分要求是≤0.22％C，≤0.050％P、S，要求屈服强度≥500MPa，强屈比≥1.05。
对比例4中国GB1499-1998标准中的HRB500钢筋，成分要求是≤0.25％C，≤0.80％Si，≤1.60％Mn，≤0.045％P、S，≤0.55％Ceq，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15，根据需要，钢中还可加入V、Nb、Ti等元素，要求屈服强度≥500MPa，用户协议条款强屈比的最高要求是≥1.30。
权利要求
1.高强度抗震热轧钢筋用钢，由以下元素按重量百分比(％)组成0.07-0.16％C、1.2-2.0％Si、1.5-2.0％Mn、≤0.4％Cr、0.02-0.14％V，其余为Fe和杂质元素。
2.根据权利要求1所述的高强度抗震热轧钢筋用钢，其最优选合金元素按重量百分比(％)是0.13-0.15％C、1.3-1.6％Si、1.7-1.9％Mn、≤0.4％Cr、0.08-0.13％V，(加V-N合金进行合金化时含量为0.04-0.7％)，其余为Fe和杂质元素。
3.根据权利要求1所述的高强度抗震热轧钢筋用钢，其屈服强度σs(p0.2)≥550MPa，屈服比σb/σs(p0.2)≥1.45。
4.根据权利要求1所述的高强度抗震热轧钢筋用钢，其特征在于显微组织是以铁素体+马氏体(或贝氏体)为主，有时还含有少量珠光体等组织。
全文摘要
一种高强度抗震热轧钢筋用钢，属于合金钢，尤其涉及热轧钢筋用钢，由下列元素按重量百分比(％)组成0.07－0.16％C、1.2－2.0％Si、1.5－2.0％Mn、≤0.4％Cr、0.02－0.14％V，其余为Fe和杂质元素。在通用炼钢设备中采用通用的炼钢工艺，按上述确定的成分范围进行冶炼；在通用的轧钢设备上采用普通的轧制工艺生产出高强度、抗震性良好的热轧钢筋或高强度棒材。其屈服强度σ
文档编号C22C38/38GK1769510SQ20041006525
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月5日 优先权日2004年11月5日
发明者完卫国 申请人:马鞍山钢铁股份有限公司