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    重庆时时彩定胆计算法: 一种1200MPA级高强塑性钢筋及热处理方法.pdf

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    一种 1200 MPA 高强 塑性 钢筋 热处理 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610589990.6

    申请日:

    2016.07.24

    公开号:

    CN106222547A

    公开日:

    2016.12.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/04申请日:20160724|||公开
    IPC分类号: C22C38/04; C22C38/02; C22C38/12; C22C38/18; C22C38/08; C21D8/06; C21D1/20; C21D6/00 主分类号: C22C38/04
    申请人: 钢铁研究总院
    发明人: 王卫卫; 李光瀛; 范建文; 张江玲; 肖金福; 白宇
    地址: 100081 北京市海淀区学院南路76号
    优先权:
    专利代理机构: 北京华谊知识产权代理有限公司 11207 代理人: 刘月娥
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610589990.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.11.03|||2017.01.11|||2016.12.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种1200MPa级高强塑性钢筋及热处理方法,钢筋的化学成分及各元素重量百分比为C:0.20%?0.25%,Si:0.30%?0.60%,Mn:1.5%?2.0%,V:0.04?0.17%,Cr:0.2?1.0%,Ni:0?1.0%,P≤0.030%,S≤0.030%,其余为铁及不可避免的杂质。采用不同于常规热处理钢筋使用的中碳低合金钢40Si2Cr,而是在20MnSiV基础上优化了Si、Mn、V合金元素的加入量,适当添加Ni、Cr,同时采用适度淬火工艺,使工件温度快速降至Ms~Mf℃范围内,主要通过保留一部分残余奥氏体,在后续应力条件下发生马氏体相变,大幅提升强塑性,强塑积≥15GPa的屈服强度≥1200MPa、抗拉强度1430~1570MPa、伸长率10~12%并且耐延迟断裂的高强塑性。

    权利要求书

    1.一种1200MPa级高强塑性钢筋,其特征在于,该钢筋的化学成分及各元素重量百分比
    为C:0.20%-0.25%,Si:0.30%-0.60%,Mn:1.5%-2.0%,V:0.04-0.17%,Cr:0.2-1.0%,
    Ni:0-1.0%,P≤0.030%,S≤0.030%,其余为铁及不可避免的杂质;
    热处理后从边部到心部的显微组织主体是回火索氏体+残余奥氏体+少量铁素体。
    2.一种权利要求1所述的1200MPa级高强塑性钢筋的热处理方法,其特征在于,工艺步
    骤及控制的技术参数如下:
    (1)冶炼连铸工艺为常规工艺,控制成分和夹杂物,为轧制提供符合国标要求的合格连
    铸坯;
    (2)轧钢生产,钢坯加热温度为1100℃-1200℃,钢坯出炉温度为1050℃-1150℃,开轧
    温度为1000℃-1100℃,终轧温度为950℃-1050℃;对从精轧机组最后一架轧机出来的钢筋
    以大于10m/s速度运行并且钢筋温度在950℃以上的表面进行快速冷却处理冷速Vcooling≥
    100℃/s,使高温高速运行着的钢筋快速冷却至室温;
    (3)热处理工艺:将钢筋或棒线材送入加热炉重新加热到奥氏体化温度控制范围760~
    1100℃,然后进行6~18s或平均冷却速度60~200℃/s淬火至目标温度Ms~Mf之间,即成分
    淬火至180~380℃;再进等温处理炉,控制碳分配等温处理温度300~550℃,等温处理时间
    15~30min,按照直径不同进行调整,试样经碳分配处理后出炉水冷至室温;
    经热处理工艺处理后的1200MPa级高强塑性钢筋获得优良的力学性能,其中屈服强度
    ≥1200MPa、抗拉强度1430~1570MPa、伸长率10~12%,强塑积≥15GPa,从边部到心部的显
    微组织主体是回火索氏体+残余奥氏体+少量铁素体。

    说明书

    一种1200MPa级高强塑性钢筋及热处理方法

    技术领域

    本发明属于轧钢技术领域,特别是涉及一种1200MPa级高强塑性钢筋及热处理方
    法,更具体地说,本发明涉及一种强塑积≥15GPa的屈服强度≥1200MPa、抗拉强度1430~
    1570MPa、伸长率10~12%,并且耐延迟断裂的高强塑性钢筋热处理工艺方法。

    背景技术

    目前国内外生产屈服强度高于700MPa的高强塑性钢筋的生产工艺基本为热处理
    钢筋,钢厂将热轧的带肋钢筋(中碳低合金钢40Si2Cr)经淬火和高温回火调质处理而成的,
    即以热处理状态交货。热处理钢筋强度高,用材省,锚固性好,预应力稳定,主要用作预应力
    钢筋混凝土轨枕,也可以用于预应力钢筋混凝土板、吊车梁等构件。由于常规热处理钢筋的
    成分中碳含量较高,不利于焊接。同时常规1200MPa级钢筋热处理工艺是淬火加高温回火,
    强度高但是延伸率却很低,通常低于6%。极易造成工件在加工和和使用过程中发生脆断。
    亟待一种能够大幅提高钢筋强度和塑性的热处理新工艺。本发明为了提高1200MPa级热处
    理钢筋的塑性,提供了一种热处理工艺方法,能够大幅提高强塑性。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种1200MPa级高强塑性钢筋及热处理方法,解决了屈服
    强度1200MPa条件下现有技术的伸长率过低的问题。经本发明热处理工艺处理后的1200MPa
    级高强塑性钢筋获得优良的力学性能,其中屈服强度≥1200MPa、抗拉强度1430~1570MPa、
    伸长率10~12%,强塑积≥15GPa,从边部到心部的显微组织主要是回火索氏体+残余奥氏
    体+少量铁素体。

    本发明采用不同于常规热处理钢筋使用的中碳低合金钢40Si2Cr,而是在20MnSiV
    基础上优化了Si、Mn、V合金元素的加入量,适当添加Ni、Cr,同时通过适度淬火工艺,提供了
    一种强塑积≥15GPa的屈服强度≥1200MPa、抗拉强度1430~1570MPa、伸长率10~12%并且
    耐延迟断裂的高强塑性钢筋热处理工艺方法。

    本发明1200MPa级高强塑性钢筋的化学成分及各元素重量百分比为C:0.20%-
    0.25%,Si:0.30%-0.60%,Mn:1.5%-2.0%,V:0.04-0.17%,Cr:0.2-1.0%,Ni:0-1.0%,
    P≤0.030%,S≤0.030%,其余为铁及不可避免的杂质。

    本发明的1200MPa级高强塑性钢筋的热处理工艺如下:

    (1)冶炼连铸工艺为常规工艺,主要是控制成分和夹杂物,为轧制提供符合国标要
    求的合格连铸坯;

    (2)轧钢生产,钢坯加热温度为1100℃-1200℃,钢坯出炉温度为1050℃-1150℃,
    开轧温度为1000℃-1100℃,终轧温度为950℃-1050℃;对从精轧机组最后一架轧机出来的
    钢筋以大于10m/s速度运行并且钢筋温度在950℃以上的表面进行快速冷却处理
    使高温高速运行着的钢筋快速冷却至室温。

    (3)适度淬火热处理工艺:将钢筋(或棒线材)送入加热炉重新加热到奥氏体化温
    度以上(本发明成分控制范围760~1100℃),然后采用适度淬火工艺,即进行6~18s(或平
    均冷却速度60~200℃/s)淬火至目标温度Ms~Mf之间(本发明成分淬火至180~380℃)。再
    快速进等温处理炉,控制碳分配等温处理温度300~550℃,等温处理时间15~30min,按照
    直径不同进行调整,试样经碳分配处理后出炉水冷至室温。同时可以根据用户对组织、力学
    性能的需求来调整工艺参数。

    本发明的创新点是:

    (1)本发明与常规工艺淬火至室温不同,而是采用适度淬火工艺,快速冷却至Ms~
    Mf之间,从而控制钢中的显微组织为回火索氏体和少量的残余奥氏体;

    (2)在后续碳分配等温处理过程中可以实现碳的扩散和再分配,从而保持残余奥
    氏体的稳定性,进而在后续变形过程中残余奥氏体发生相变,大幅提高强塑性。

    (3)本发明采用低碳成分系,大幅降低碳含量,在20MnSiV基础上优化了Si、Mn、V合
    金元素的加入量,适当添加Ni、Cr,在达到优良的力学性能的同时保证了后续深加工过程中
    的焊接性能。

    附图说明

    图1是实施例1-1中热处理钢筋的边部显微组织(回火索氏体+残余奥氏体+少量铁
    素体)。

    图2是实施例1-1中热处理钢筋的1/4D处显微组织。

    图3是实施例1-1中热处理钢筋的心部显微组织。

    图4是实施例2-1中热处理钢筋的边部显微组织。

    图5是实施例2-1中热处理钢筋的1/4D处显微组织。

    图6是实施例2-1中热处理钢筋的心部显微组织。

    图7是实施例2-5中热处理钢筋的边部显微组织。

    图8是实施例2-5中热处理钢筋的1/4D处显微组织。

    图9是实施例2-5中热处理钢筋的心部显微组织。

    具体实施方式

    实施例1:

    1)试验钢筋1的内控化学成分:C 0.25%、Si 0.76%、Mn 1.78%、P 0.015%,
    S0.017%、Cr 0.28%,Ni 0.006%,V 0.042%,Fe余量。

    2)对铸坯常规加热后进行热轧,轧制规格为Φ20mm,钢坯加热温度为1100℃-1200
    ℃,钢坯出炉温度为1050℃-1150℃,开轧温度为1000℃-1100℃,终轧温度为950℃-1050
    ℃;终轧速度12.5m/s;经过轧后快速冷却和冷床冷却后降至室温。

    3)热处理工艺:奥氏体化温度850~880℃,保温30分钟,出炉后淬火,淬火时间
    12s,然后进入300℃回火炉中进行10~30min的碳分配处理,试样分配处理完毕后水冷至室
    温。

    实施例2:

    1)试验钢筋1的内控化学成分:C 0.22%、Si 0.51%、Mn 1.57%、P 0.026%,
    S0.027%、Cr 0.9%,Ni 0.95%,V 0.17%,Fe余量。

    2)对铸坯常规加热后进行热轧,轧制规格为Φ25mm,钢坯加热温度为1100℃-1200
    ℃,钢坯出炉温度为1050℃-1150℃,开轧温度为1000℃-1100℃,终轧温度为950℃-1050
    ℃;终轧速度11.8m/s;经过轧后快速冷却和冷床冷却后降至室温。

    3)热处理工艺:奥氏体化温度760~860℃,保温30分钟,出炉后淬火,淬火时间9~
    12s,然后进入400℃回火炉中进行10~30min的碳分配处理,试样分配处理完毕后水冷至室
    温。

    表1各实施例和对比例的化学成分对比



    表2各实施例和对比例经热处理后的力学性能对比





    注:实施例2-5中的显微硬度:边部,412,439;1/4处:457,459.9;心部:481.4,
    483.6;力学性能均优于对比例(常规工艺)的强塑性指标。

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