低碳钢螺纹钢筋的生产方法
专利汇可以提供低碳钢螺纹钢筋的生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于金属 轧制 领域。主要涉及 螺纹 钢 筋的轧制。本发明所述的低 碳 钢螺纹 钢筋 的生产方法,其技术特征是钢坯在该钢的Ae3和Ar3 温度 区间进行最终精轧,即在亚稳定奥氏体区进行最终精轧,轧后进行穿 水 冷却,冷却速度≥20℃/S,穿水冷却至300～600℃后,进行空冷。同一钢种,采用本发明所述的方法进行轧制,可显著提高钢筋的 屈服强度 。，下面是低碳钢螺纹钢筋的生产方法专利的具体信息内容。
本发明属于金属轧制领域。主要涉及螺纹钢筋的轧制。
螺纹钢筋广泛用于机场、高速公路、隧道等的钢筋网和防护网，以 及民用建筑的水泥预制件、空心楼板桁条结构件、水泥管道等。在相同 的使用条件下，提高螺纹钢筋屈服强度，一是可减少钢筋的直径，节约 钢材，降低造价；二是在相同的构件下，随钢筋直径的减少，水泥灌注 将更为通畅，可提高生产效率。
为提高建筑用钢筋的级别，例如将钢筋的屈服强度σs从335Mpa(II 级钢筋)提高到400Mpa(III级)，目前所采用的技术措施可归纳为以下 几点：1)提高低碳钢(如Q235钢)的碳含量(碳含量的上限由0.18 提高到0.25％)，和进行合金化(Si、Mn含量从0.4％和0.8％分别提高 到0.8％和1.6％)及微合金化(加入≤0.1％的Nb、V、Ti)。如20MnSiV钢等。这种措施的本质在于借固溶强化、析出强化和组织细化达到提高 钢筋屈服强度σs的目的。2)在前述增加碳含量及合金化的基础上(如 20MnSi钢)，采用轧后余热淬火工艺。其强化机制除固溶强化及组织细 化以外，还籍助轧后(单相奥氏体区)淬火和自回火获得部分回火马氏 体增加了相变强化的效果。以上两种措施的热轧工艺与传统工艺无明显 区别：都是在稳定的单相奥氏体区进行终轧，但因增加Si、Mn含量和/ 或添加Nb、V、Ti等微合金元素而提高了钢筋的成本。
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低的、且能确保提高屈 服强度的低碳钢螺纹钢筋的生产方法。
本发明的特点在于使用普通低碳钢(如Q235钢)在亚稳定奥氏体 区进行中轧制，通过形变对相变的促进与诱发效应和铁素体再结晶并轧 后快冷获得细小的铁素体+珠光体组织，即以组织细化为主要强韧化手 段，用简单成分的低碳钢制造III级钢筋。
其具体的技术方案如下：
1、技术方案之一是钢坯经加热后，在该钢的Ae3和Ar3温度区间 进行最终精轧，即在亚稳奥氏体区进行最终精轧。
2、技术方案之二是钢坯经加热后，在该钢的Ae3和Ar3温度区间 进行最终精轧，即在亚稳奥氏体区进行最终精轧，总变形量≥50％，轧 后以冷却速度≥20℃/S的冷速进行冷却。
在诸多强韧化手段中，唯有组织细化可以同时提高强度和韧性。在 以往的实践中，已经广泛使用了奥氏体再结晶和奥氏体未再结晶区控轧 和相应的控冷工艺，以达到组织细化的目的。然而，对普通低碳钢而言 (Mn含量≤0.8％)，由于晶粒长大倾向十分强烈，且奥氏体未再结晶温 度区域很窄，难以在大生产条件下实现前述两种控轧工艺，致使其铁素 体晶粒平均尺寸往往在15μm以上。同时，较低的C、Mn含量使该钢 种的淬透性极低，无法用前述轧后余热淬火和自回火进行相变强化。以 上两方面因素都使得用低碳钢生产螺纹钢筋，其屈服强度的提高极为有 限。
位于Ae3(奥氏体/铁素体平衡温度)和Ar3(连续冷却时奥氏体— 铁素体相变开始温度)间的单相奥氏体为亚稳奥氏体或过冷奥氏体。若 在此温度区间及其邻近温度上对之施加塑性变形，将有强烈的应变促进 及诱发相变效应，其相变产物—铁素体将十分细小。若进行多道次轧制， 则还会因铁素体的动、静态再结晶获得细小的铁素体晶粒；若形变后辅 以较高的冷却速度并控制终冷温度，则可抑制铁素体晶粒长大，在室温 下获得细小(如5μm)的铁素体晶粒和珠光体，从而提高屈服强度并 保证必需的塑性。
采用本发明所述的低碳钢螺纹钢筋的生产方法，生产低碳钢螺纹钢 筋可显著提高屈服强度。如用此方法可将Q235钢螺纹钢筋的屈服强度 由σs≤335Mpa(II级钢筋)提高到400Mpa以上，其伸长率δ5≥17％， 满足对III级钢筋(σs≥400Mpa，δ5≥17％)的要求。
与现有技术相比，本发明的优点是不必提高C、Mn、Si含量和进 行微合金化，成本低。同时，由于此生产方法在Ae3和Ar3区间轧制， 轧制温度低，从而可降低坯料的加热温度，减少加热能耗和氧化烧损。 因此经济效益显著。
采用本发明所述的低碳钢螺纹钢筋的生产方法，生产了三批低碳钢 螺纹钢筋，三个批号所采用的钢号及化学成分如表1所示。轧制时钢坯 加热温度及轧制温度、总变形量及轧后冷却速度如表2所示。轧制并冷 却后，取样测量拉伸性能及铁素体晶粒大小，其结果如表3所示。
常规Q235钢螺纹钢筋的屈服强度σs≤335Mpa，采用本发明方法轧 制后，Q235钢螺纹钢筋的屈服强度σs≥400Mpa(见表3)，即达到III级 螺纹钢筋的要求。
表1实施例低碳钢螺纹钢筋的化学成分(wt％) 批号 钢种 化学成分(wt％) C Si Mn P S 1 Q235-1 0.18 0.21 0.60 0.020 0.016 2 Q235-2 0.14 0.25 0.58 0.026 0.015 3 Q235-3 0.14 0.19 0.51 0.032 0.024
表2实施例轧制参数和轧后冷却参数 批 号 钢种的 Ae3、Ar3温 度(℃) 钢坯加 热温度 (℃) 开轧温 度范围 (℃) 最终精 轧温度 范围 (℃) 轧后 冷速 (≥℃ /S) 空冷前 温度 (℃) 总变 形量 (％) Ae3 Ar3 1 850 780-- 800 900 850-780 540 2 850 780-- 800 1100 950- 1000 820-780 20 530 62 3 850 780-- 800 1150 1150- 800 850-780 20 520 65 注：Q235钢的Ar3温度：当冷却速度为5℃/S时，Ar3为780℃；当冷却速 度为1℃/S时，Ar3为800℃。
表3实施例低碳螺纹钢筋的拉伸性能及晶粒尺寸 批号 铁素体晶粒尺寸 μm σs MPa σb MPa δ5 ％ 1 5.0 510 600 17 2 6.0 430 505 36 3 6.6 405 500 34
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