500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋及其軋制工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋及其軋制工藝，該鋼筋的組分按重量百分比為：0.05～0.12%C、8～10%Cr、0.1～0.3%Cu、0.1～0.15%Ni、1～1.5%Mn、N≤0.015%、P≤0.03%、S≤0.035%、0.2～0.5%Si，其余為Fe及不可避免的雜質。該鋼筋的軋制工藝，該工藝的加熱爐溫度為1150～1250℃，開軋溫度為1000～1100℃，終軋溫度為950～1150℃，上冷床溫度為900～1000℃。本發明專利技術可按常規工藝冶煉，通過軋制工藝控制鋼的相變，在鋼材表面獲得一層晶粒細小的組織，達到同時改善鋼材力學性能和耐蝕性能的目的；生產的鋼筋屈服強度R

500MPa grade corrosion resisting Cr steel bar and rolling process thereof

The invention discloses a 500MPa containing Cr steel and its corrosion resistance of the steel rolling process, the components by weight percentage: 0.05 ~ 0.12%C, 8 ~ 10%Cr, 0.1 ~ 0.3%Cu, 0.1 ~ 0.15%Ni, 1 ~ 1.5%Mn, N = 0.015%, P = 0.03%, S = 0.035%, 0.2 ~ 0.5%Si, impurity the rest is Fe and the inevitable. The steel rolling process, the temperature of the heating furnace process is 1150 to 1250 DEG C, the rolling temperature is 1000 to 1100 DEG C, the finishing temperature is 950 to 1150 DEG C, cooling bed temperature is 900 to 1000 DEG C. The invention can be smelt according to conventional process, the phase control of steel rolling process, a layer of fine grain microstructure on steel surface, at the same time improve the mechanical properties and corrosion resistance of the steel to yield strength of R steel production;

【技術實現步驟摘要】
500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋及其軋制工藝
本專利技術涉及一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋及其軋制工藝，屬于鋼鐵冶金

技術介紹
鋼筋是現代建筑的基礎性材料，廣泛用于房屋、橋梁、道路等工程建設，其性能直接影響著混凝土構件的壽命和安全性。目前，我國正處在城鎮化高速發展階段，房地產和基礎設施建設蓬勃發展，鋼筋的產量和消費量均居世界第一，2012年我國粗鋼產量超過7.16億噸，其中鋼筋產量超過1.75億噸。鋼筋的冶煉生產需要消耗大量能源且對環境保護帶來負面影響，隨著我國環保壓力的增大，通過增加鋼筋強度和耐蝕性能，從而減少用鋼量和延長使用壽命以達到節能減排效果的技術，越來越受到冶金科技工作者和政府行業的關注。20世紀90年代以前，西歐、北美和日本就已經較多地使用高強度鋼筋，采用高強度鋼筋能明顯降低用鋼量和人工成本并顯著改善工程質量，具有良好的社會效益和經濟效益，而我國長期以來混凝土結構主導鋼筋的強度為335Mpa，隨著行業規范的頒布，強度為400MPa的Ⅲ級鋼筋才逐漸被使用，這比國外整整低了一個強度等級，造成資源、能源的嚴重浪費；鋼筋腐蝕會嚴重降低鋼筋的使用壽命，導致混凝土結構過早失效。2010年我國因腐蝕而造成的直接經濟損失就高達1.2萬億人民幣，占當年GDP的3%。由于耐蝕性能鋼筋能有效延長混凝土結構的壽命并降低后期維護成本，因此，迫切需要開發一種兼具高強度、耐蝕性能且易于推廣的鋼筋。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋，該鋼筋的屈服強度大于500MPa、耐蝕性能優良且具有良好的力學性能、疲勞性能以及焊接性能。本專利技術的另一個目的在于提供上述鋼筋的軋制工藝。為實現上述第一個目的，本專利技術采用的技術方案為：一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋，該鋼筋的組分按重量百分比為：0.05～0.12%C、8～10%Cr、0.1～0.3%Cu、0.1～0.15%Ni、1～1.5%Mn、N≤0.015%、P≤0.03%、S≤0.035%、0.2～0.5%Si，其余為Fe及不可避免的雜質。進一步地，所述鋼筋的組分按重量百分比為：0.08～0.10%C、8～9%Cr、0.2～0.3%Cu、0.12～0.15%Ni、1.2～1.5%Mn、N≤0.010%、P≤0.025%、S≤0.025%、0.2～0.4%Si，其余為Fe及不可避免的雜質。為實現上述第二個目的，本專利技術采用的技術方案為：一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋的軋制工藝，該工藝的加熱爐溫度為1150～1250℃，開軋溫度為1000～1100℃，終軋溫度為950～1150℃，上冷床溫度為900～1000℃。本專利技術的鋼筋的各組分作用如下：C是鋼中重要的強化元素，在鋼中形成固溶體組織，提高鋼的強度，含碳量越高，鋼的強度、硬度越高，但塑性、韌性會隨之降低。對于含鉻的耐腐蝕鋼，由于C與Cr親和力很強，過高的C含量會降低固溶體中的Cr含量，導致耐蝕性能的降低，因此本專利技術中C含量的范圍選為：0.05～0.12%。Cr是耐蝕性元素，能顯著增加鋼材耐蝕性能，但Cr是鐵素體形成元素，過高的Cr含量會使鋼中鐵素體含量增加，導致強度下降，出現淬火組織，不利于組織控制。本專利技術中，Cr含量控制在8～10%。Cu是耐蝕性元素，有助于鋼材耐蝕性能的提高，但其鋼中過多的Cu會引起材料塑性的降低，導致熱軋開裂。本專利技術中，Cu含量控制在0.1～0.3%。Mn是強化元素，能顯著增強鋼的強度，且與S的親和力強，通過生產硫化物夾雜減低S的危害，但過高的Mn會降低鋼材的塑性。本專利技術中，Mn含量控制在1～1.5%。P能提高鋼的強度、硬度和耐蝕性能，但在鋼中偏析嚴重，會顯著降低鋼材力學性能，本專利技術中P含量控制在0.03%以內。S容易引起熱脆，在軋制過程中導致裂紋的產生，同時鋼中MnS夾雜還會成為腐蝕的起源，嚴重降低鋼材耐蝕性能，因此本專利技術中S含量控制在0.035%以內。Si是強化元素，通過固溶強化提高鋼的強度，同時Si能有效脫氧并減少鋼中夾雜物。本專利技術中Si含量范圍控制在0.2～0.5%。N具有固溶強化作用，能有效提高鋼的強度和硬度，但過高的N含量會嚴重惡化鋼的韌性，并導致缺口敏感性增加。本專利技術中N含量控制在0.015以內。本專利技術將鋼中C、Cr、Cu、Ni、Si、Mn、P、S、N組分含量分別調整為0.05～0.12%C、8～10%Cr、0.1～0.3%Cu、0.1～0.15%Ni、0.2～0.5%Si、1～1.5%Mn、P≤0.03%、S≤0.035%、N≤0.015%，在轉爐、電爐或其它冶煉爐中按照常規工藝冶煉，在普通棒材軋機上采用控制冷卻工藝即通過選擇合適的加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度和上冷床溫度進行軋制，可以控制鋼的相變，在鋼材表面獲得一層晶粒細小的組織，達到同時改善鋼材力學性能和耐蝕性能的目的。本專利技術生產的熱軋鋼筋性能可達到下列要求：屈服強度Rel≥500MPa、抗拉強度Rm≥630MPa、伸長率A%≥15%；耐蝕性能是普通HRB500鋼筋的4～6倍（本專利技術的鋼筋的腐蝕速率為175～220μm/year，普通HRB500鋼筋的腐蝕速率為940～1050μm/year）。具體實施方式以下結合具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。本專利技術的實施例1～10和對比例1～2的鋼筋各組分的重量百分比含量見表1。實施例1～10均采用50Kg真空感應爐冶煉，在Ф300mm棒材軋機上軋制，鋼筋規格Ф16mm。對比例1、對比例2均為工業生產的普通HRB500鋼筋。鹽霧腐蝕試驗在Q-fog循環腐蝕箱中進行，試驗時間為672小時，溫度為35℃，腐蝕介質采用濃度為5%的NaCl溶液。各實施例及對比例的軋制工藝的主要工藝參數見表2、力學及耐蝕性能見表3。表1各實施例及對比例中各組分的重量百分比含量示例CCrCuMnPSSiN實施例10.059.10.101.00.0120.0120.210.010實施例20.108.00.111.20.0300.0150.230.007實施例30.118.50.151.40.0110.0110.200.005實施例40.069.60.251.10.0120.0100.310.015實施例50.078.30.181.20.0140.0350.250.012實施例60.088.70.301.40.0200.0130.220.011實施例70.059.50.251.30.0160.0180.500.008實施例80.0810.00.271.40.0170.0200.340.014實施例90.099.70.221.50.0150.0110.400.012實施例100.129.40.201.20.0100.0140.280.013對比例10.200.0100.0071.50.0200.0200.350.024對比例20.210.0130.0091.40.0260.0190.670.025表2各實施例及對比例的軋制工藝的主要工藝參數表3各實施例及對比例的力學及耐蝕性能試驗結果表明，通過本專利技術的軋制工藝加工的含Cr的鋼筋力學性能優于普通500MPa級鋼筋，且耐蝕性能是常規500MPa鋼筋的4～6倍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋的軋制工藝，其特征在于：該鋼筋的組分按重量百分比為：0.05～0.12％C、8～10％Cr、0.1～0.3％Cu、0.1～0.15％Ni、1～1.5％Mn、N≤0.015％、P≤0.03％、S≤0.035％、0.2～0.5％Si，其余為Fe及不可避免的雜質；加熱爐溫度為1150～1250℃，開軋溫度為1000～1100℃，終軋溫度為950～1150℃，上冷床溫度為900～1000℃。

【技術特征摘要】
1.一種500MPa級耐腐蝕含Cr鋼筋的軋制工藝，其特征在于：該鋼筋的組分按重量百分比為：0.05～0.12％C、8～10％Cr、0.1～0.3％Cu、0.1～0.15％Ni、1～1.5％Mn、N≤0.015％、P≤0.03％、S≤0.035％、0.2～0.5％Si，其余為Fe及不可避免的雜質；加熱爐溫度為1150～1250℃，開軋溫度為1000～1100℃，終軋溫度為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張帆，范植金，吳杰，徐志，徐志東，周新龍，丁禮權，
申請(專利權)人：武漢鋼鐵集團公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42