一种高强度钢筋及其制备方法与流程

本发明涉及一种钢筋及其制备方法，具体涉及一种高强度钢筋及其制备方法，属于钢筋及其制备方法技术领域。

背景技术：

600mpa高强钢筋具有强度高、延伸性好、应变时效敏感性低，安全储备比普通钢筋大、焊接性能良好、减少钢材使用量、屈强比较高、冷弯性能良好等优点；相对hrb400及以下钢筋，更适用于上述建筑体型庞大各种功能复杂的工程项目及大型基础设施，其是一种更节约、更环保、更经济和更高效的新型建筑材料；研发生产hrb600高强钢筋对提高我国大型钢筋混凝土建筑物的稳定性以及良好的抗震性，推动我国建筑行业科学技术发展，普遍提高居民居住等混凝土建筑的安全性，促进钢铁企业的产业结构调整、降本增效以及节能减排绿色发展等，都具有十分重要的意义；hrb600高强钢筋的研发及推广应用，不仅能减少钢筋使用量，降低企业的采购成本和减轻建筑本身因钢筋用量过多所带来的重量，与此同时也可以环节钢铁企业因盲目追求产量所带来的产能过剩、环境污染等问题；还会促进性能优异，具有节能环保等作用新材料的积极推广和应用，能够在很大程度上改善目前阶段房屋等建筑用钢筋种类，能够节能减排，绿色发展，能更好地实现资源节约型、环境友好型企业的理念；现有的高强度钢筋种类繁多，如中国专利申请号：201710651608.4，公开了一种大规格高强度钢筋及其制造工艺；大规格高强度钢筋的直径为32～40mm，其成分包括c：0.21～0.25wt％，si：0.50～0.70wt％，(mn+cr)：1.38～1.72wt％，p：≤0.045wt％，s：≤0.045wt％，(v+nb)：0.085～0.13wt％，余量为杂质和fe；其中nb含量不超过0.025wt％；大规格高强度钢筋的制造工艺，包括冶炼步骤、脱氧合金化操作、浇铸步骤以及轧钢步骤，其中脱氧合金化操作将钢水成分调整为成品中各元素含量；通过加入v和/或铌使得钢筋在大规格下依然能够保持较高的强度，且成分均匀；但其无法形成细晶组织；且强度无法达到hrb600要求；另外，其结构强度不够高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出了一种高强度钢筋及其制备方法，钢筋c含量上限由0.25%提高至0.28%，碳当量上限提高到0.58%；且其结构强度也能够提高，同时提高浇筑效果。

本发明的高强度钢筋，包括高线和棒材；所述棒材包括钢筋体，所述钢筋体其截面基圆界面呈圆形，所述钢筋体外侧一体制成有四道纵向肋，所述钢筋体于两相邻所述纵向肋之间一体制成有多组横向肋；所述横向肋端部与纵向肋边沿之间连成一体。

作为优选的实施方案，所述四道纵向肋之间相距相同。

作为优选的实施方案，所述横向肋为斜形结构或垂直于纵向肋结构。

一种高强度钢筋制备方法，所述方法具体如下：

第一步，钢筋组份准备，所述钢筋组份包括c：0.26~0.28wt％，si：0.50~0.75wt％，mn：1.35~1.55wt％，p：≤0.03wt％，s：≤0.025wt％，v：0.10~0.13wt％，n：0.012~0.015wt％；余量为fe；

第二步，加热轧制，加热炉加热温度为1100~1150℃，总加热时间90min，其出加热炉后1080~1110℃开轧，终轧温度为950～1000℃；

第三步，轧制冷却，所述棒材其轧制冷却具体如下：棒材表面快速水冷至620~650℃，多次穿水，但每次出穿水不能低于600℃，之后上冷床空冷，相变温度区间内的冷速为2~2.5℃/s，不可超过3℃/s；所述高线其轧制冷却具体如下：棒材穿水至720℃，前几台风机全开，使高线快速冷至610~630℃，之后关上保温罩、控制风冷，使冷却速度控制在2~2.5℃/s，不可超过3℃/s，待相变完全后迅速开风机，快速冷却，避免晶粒长大；

第四步，高强度的细晶组织形成，热轧后进行精轧，精轧过后的钢筋进行了一次穿水，表面冷却至600℃左右，因此在表面的奥氏体短时间内相变了一部分，转变成了铁素体和少量的珠光体，剩余部分快速返红至850℃以上，仍保持奥氏体组织；在之后的空冷过程中，首先析出v的析出物，析出物可能长大，钉扎住奥氏体晶界，阻止晶粒长大，之后到达相变点，从表层到芯部先后进行了奥氏体向铁素体和珠光体的转变，形成高强度的细晶组织。

作为优选的实施方案，所述上冷床空冷其空冷温度620~650℃。

本发明与现有技术相比较，本发明的高强度钢筋及其制备方法；其si、mn、p和s含量要求均与hrb400和hrb500钢筋相同，不同的是c含量上限由0.25%提高至0.28%，碳当量上限提高到0.58%；屈服强度达到600mpa以上，抗拉强度不小于730mpa，断后伸长率a不小于14%，最大力伸长率不小于7.5%；其棒材结构强度也能够提高，同时提高浇筑效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的棒材边部显微组织结构示意图。

图3为本发明的棒材力学性能参数示意图。

具体实施方式

如图1所示的高强度钢筋，包括高线和棒材；所述棒材包括钢筋体1，所述钢筋体1其截面基圆界面呈圆形，所述钢筋体1外侧一体制成有四道纵向肋2，所述钢筋体1于两相邻所述纵向肋2之间一体制成有多组横向肋3；所述横向肋3端部与纵向肋2边沿之间连成一体。

再一实施例中，所述四道纵向肋2之间相距相同。

再一实施例中，所述横向肋3为斜形结构或垂直于纵向肋结构。

一种高强度钢筋制备方法，所述方法具体如下：第一步，钢筋组份准备，所述钢筋组份包括c：0.26~0.28wt％，si：0.50~0.75wt％，mn：1.35~1.55wt％，p：≤0.03wt％，s：≤0.025wt％，v：0.10~0.13wt％，n：0.012~0.015wt％；余量为fe；

第二步，加热轧制，加热炉加热温度为1100~1150℃，总加热时间90min，其出加热炉后1080~1110℃开轧，终轧温度为950～1000℃；

第三步，轧制冷却，所述棒材其轧制冷却具体如下：棒材表面快速水冷至620~650℃，多次穿水，但每次出穿水不能低于600℃，之后上冷床空冷，相变温度区间内的冷速为2~2.5℃/s，不可超过3℃/s；所述高线其轧制冷却具体如下：棒材穿水至720℃，前几台风机全开，使高线快速冷至610~630℃，之后关上保温罩、控制风冷，使冷却速度控制在2~2.5℃/s，不可超过3℃/s，待相变完全后迅速开风机，快速冷却，避免晶粒长大；

第四步，高强度的细晶组织形成，热轧后进行精轧，精轧过后的钢筋进行了一次穿水，表面冷却至600℃左右，因此在表面的奥氏体短时间内相变了一部分，转变成了铁素体和少量的珠光体，剩余部分快速返红至850℃以上，仍保持奥氏体组织；在之后的空冷过程中，首先析出v的析出物，析出物可能长大，钉扎住奥氏体晶界，阻止晶粒长大，之后到达相变点，从表层到芯部先后进行了奥氏体向铁素体和珠光体的转变，形成高强度的细晶组织。

再一实施例中，所述上冷床空冷其空冷温度620~650℃。

如图2所示，本发明的高强度钢筋其棒材边部显微组织均匀细小，能够形成高强度的细晶组织；如图3所示，本发明的高强度钢筋其高线平均屈服强度650，抗拉强度平均750，平均伸长率20.6%，平均强屈比1.21；本发明的高强度钢筋其高线平均屈服强度647，抗拉强度平均755，平均伸长率20%，平均强屈比1.22。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。