《一种钢筋混凝土用高强度钢筋及其制造方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种钢筋混凝土用高强度钢筋及其制造方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104313512 A (43)申请公布日 2015.01.28 C N 1 0 4 3 1 3 5 1 2 A (21)申请号 201410620817.9 (22)申请日 2014.11.07 C22C 38/60(2006.01) C21D 8/08(2006.01) (71)申请人江苏天舜金属材料集团有限公司 地址 212219 江苏省镇江市扬中市八桥镇二 桥工业区 (72)发明人姚圣法 吴海洋 (74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 32256 代理人任立 (54) 发明名称 一种钢筋混凝土用高强度钢筋及其制造方法 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种钢筋混凝土用高强度钢 筋，其化学成分按重量百分比为：C：0.18-0.20%、 Si：0.38-0.40、Mn：0.87-0.89、Cr： 0.5-1.5、Mo：0.43-0.45、Ni：0.05-0.15%、 Nb：0.01-0.03%、Cu：0.01-0.05%、V： 0.005-0.015%、S：0.06-0.08%、B：0.03-0.05%、 Al：0.15-0.17%、Sn：0.03-0.05%、稀土元素： 0.05-0.15%，其余为Fe和不可避免杂质；其中，稀 土元素包括：6-8%铈、3-5%钕、11-13%铕、15-17% 镝、4-6%铒、18-20%镥，其余为。
3、镧；本发明还公开 了一种钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法；本 发明通过表面强化热处理可以细化晶粒，同时提 高钢筋的韧性，可以减轻或消除带状组织等缺陷， 提高钢筋整体冲击性能，使钢筋组织更为均匀稳 定，极少出现气孔及沙眼，且获得较好的综合力学 性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 104313512 A CN 104313512 A 1/2页 2 1.一种钢筋混凝土用高强度钢筋，其特征在于，其化学成分按重量百分比为： C：0.18-0.20%、Si：0.38-0。
4、.40、Mn：0.87-0.89、Cr：0.5-1.5、Mo：0.43 -0.45、 Ni：0.05-0.15%、Nb：0.01-0.03%、Cu：0.01-0.05%、V：0.005-0.015%、S：0.06-0.08%、B： 0.03-0.05%、Al：0.15-0.17%、Sn：0.03-0.05%、稀土元素：0.05-0.15%，其余为Fe和不可避 免杂质； 所述稀土元素包括：6-8%铈、3-5%钕、11-13%铕、15-17%镝、4-6%铒、18-20%镥，其余为 镧。 2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土用高强度钢筋，其特征在于，其化学成分按重量 百分比为： C：0.18%、Si：。
5、0.38、Mn：0.87、Cr：0.5、Mo：0.43、Ni：0.05%、Nb：0.01%、Cu： 0.01%、V：0.005%、S：0.06%、B：0.03%、Al：0.15%、Sn：0.03%、稀土元素：0.05%，其余为Fe和 不可避免杂质； 所述稀土元素包括：6%铈、3%钕、11%铕、15%镝、4%铒、18%镥，其余为镧。 3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土用高强度钢筋，其特征在于，其化学成分按重量 百分比为： C：0.20%、Si：0.40、Mn：0.89、Cr：1.5、Mo：0.45、Ni：0.15%、Nb：0.03%、Cu： 0.05%、V：0.015%、S：0.08%、B：0.。
6、05%、Al：0.17%、Sn：0.05%、稀土元素：0.15%，其余为Fe和 不可避免杂质； 所述稀土元素包括：8%铈、5%钕、13%铕、17%镝、6%铒、20%镥，其余为镧。 4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土用高强度钢筋，其特征在于，其化学成分按重量 百分比为： C：0.19%、Si：0.39、Mn：0.88、Cr：1、Mo：0.44、Ni：0.10%、Nb：0.02%、Cu： 0.03%、V：0.01%、S：0.07%、B：0.04%、Al：0.16%、Sn：0.04%、稀土元素：0.1%，其余为Fe和不 可避免杂质； 所述稀土元素包括：7%铈、4%钕、12%铕、16%镝、5%铒、19。
7、%镥，其余为镧。 5.如权利要求1-4 中任一权利要求所述的钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，其 特征在于，包括如下具体步骤： 步骤一：将钢坯在970-990下加热并拉拔成需要的钢筋锻坯，水冷至450-470时再 空冷至室温； 步骤二：将钢筋锻坯送入加热炉加热到940-960，然后经第一冷却工序将钢筋锻坯 冷却至常温，然后将钢筋锻坯送入加热炉加热到430-450回火，再通过第二冷却工艺冷却 至常温； 所述第一冷却工序：采用水冷-空冷-水冷相结合，先采用水冷以3-5/s 的冷却速 度将钢筋锻坯水冷至550-570，然后空冷至310-330，再采用水冷以1-3/s 的冷却速 度将钢筋锻坯水冷至常温。
8、； 所述第二冷却工序：采用水冷-空冷结合，先采用水冷以3-5/s 的冷却速度将钢筋 锻坯水冷至330-350，然后空冷至室温； 步骤三：将钢筋锻坯热轧至所需尺寸，热轧温度为990-1100，热轧后通过高分子无 机淬火液以14-16/s的冷却速度快速冷却到590-610，然后再以6-8/s的冷却速度 权 利 要 求 书CN 104313512 A 2/2页 3 冷却至常温； 步骤四：将步骤三的钢筋经过回火加热炉加热到520-540，保温16-18秒； 步骤五：将回火后的钢筋冷却到室温，即得高强度钢筋成品。 6.如权利要求5所述的钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，其特征在于，所述步骤 五中，采用水。
9、冷与空冷结合，先采用水冷以2-4/s 的冷却速度将钢筋水冷至370-390， 然后空冷至250-270，再采用水冷以1-2/s 的冷却速率将钢筋水冷至190-210，最后 空冷至室温。 7.如权利要求5所述的钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，其特征在于，所述水冷 时的初试水温低于33。 权 利 要 求 书CN 104313512 A 1/5页 4 一种钢筋混凝土用高强度钢筋及其制造方法 技术领域 0001 本发明属于钢筋制造技术领域，涉及一种钢筋混凝土用高强度钢筋及其制造方 法。 背景技术 0002 钢筋混凝土的发明出现在近代，通常认为法国园丁约瑟夫莫尼尔于1849年发明 钢筋混凝土并于186。
10、7年取得包括钢筋混凝土花盆以及紧随其后应用于公路护栏的钢筋混 凝土梁柱的专利。1872年，世界第一座钢筋混凝土结构的建筑在美国纽约落成，人类建筑史 上一个崭新的纪元从此开始，钢筋混凝土结构在1900年之后在工程界方得到了大规模的 使用。1928年，一种新型钢筋混凝土结构形式预应力钢筋混凝土出现，并于二次世界大战后 亦被广泛地应用于工程实践。钢筋混凝土的发明以及19世纪中叶钢材在建筑业中的应用 使高层建筑与大跨度桥梁的建造成为可能。 0003 在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是世 界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。目前，有必要建造巨型结构（例如高层建筑、大跨度。
11、 桥梁、巨型空间结构、巨型离岸结构、巨型地下结构等）以确保用于人类活动所需的空间以 及与未来社会中的人口增加成比例的空间可用性。由于在土木工程和建筑领域的结构变得 更高且更庞大，所述结构必不可少地要求使用轻质且高强度的材料。具有400 至500MPa 级的屈服强度的钢筋目前被商业用于高层结构的建造中，而且这种趋势预计在未来进一步 加快。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种钢筋混凝土用高 强度钢筋及其制造方法，本发明通过表面强化热处理可以细化晶粒，同时提高钢筋的韧性， 可以减轻或消除带状组织等缺陷，提高钢筋整体冲击性能，使钢筋组织更为均匀稳定，极少 出现。
12、气孔及沙眼，且获得较好的综合力学性能。 0005 为了解决以上技术问题，本发明提供一种钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分 按重量百分比为： C：0.18-0.20%、Si：0.38-0.40、Mn：0.87-0.89、Cr：0.5-1.5、Mo：0.43 -0.45、 Ni：0.05-0.15%、Nb：0.01-0.03%、Cu：0.01-0.05%、V：0.005-0.015%、S：0.06-0.08%、B： 0.03-0.05%、Al：0.15-0.17%、Sn：0.03-0.05%、稀土元素：0.05-0.15%，其余为Fe和不可避 免杂质； 前述稀土元素包括：6-8%铈、3-5%钕、1。
13、1-13%铕、15-17%镝、4-6%铒、18-20%镥，其余为 镧。 0006 本发明进一步限定的技术方案是： 还提供一种筋钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分按重量百分比为： C：0.18%、Si：0.38、Mn：0.87、Cr：0.5、Mo：0.43、Ni：0.05%、Nb：0.01%、Cu： 说 明 书CN 104313512 A 2/5页 5 0.01%、V：0.005%、S：0.06%、B：0.03%、Al：0.15%、Sn：0.03%、稀土元素：0.05%，其余为Fe和 不可避免杂质； 其中，稀土元素包括：6%铈、3%钕、11%铕、15%镝、4%铒、18%镥，其余为镧。 0007 。
14、还提供一种筋钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分按重量百分比为： C：0.20%、Si：0.40、Mn：0.89、Cr：1.5、Mo：0.45、Ni：0.15%、Nb：0.03%、Cu： 0.05%、V：0.015%、S：0.08%、B：0.05%、Al：0.17%、Sn：0.05%、稀土元素：0.15%，其余为Fe和 不可避免杂质； 其中，稀土元素包括：8%铈、5%钕、13%铕、17%镝、6%铒、20%镥，其余为镧。 0008 还提供一种筋钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分按重量百分比为： C：0.19%、Si：0.39、Mn：0.88、Cr：1、Mo：0.44、Ni：0.10%、Nb：0.0。
15、2%、Cu： 0.03%、V：0.01%、S：0.07%、B：0.04%、Al：0.16%、Sn：0.04%、稀土元素：0.1%，其余为Fe和不 可避免杂质； 其中，稀土元素包括：7%铈、4%钕、12%铕、16%镝、5%铒、19%镥，其余为镧。 0009 本发明的成分中的Cr会导致碳及合金元素的严重偏析，钢筋会出现共晶碳化物， 从而降低钢筋的冲击韧度；本发明通过加入稀土金属，可有效减弱钢筋的合金元素偏析现 象，可大幅度提高钢筋的冲击韧度。 0010 进一步的， 本发明还提供一种钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，包括如下具体步骤： 步骤一：将钢坯在970-990下加热并拉拔成需要的钢筋锻坯，水冷。
16、至450-470时再 空冷至室温； 步骤二：将钢筋锻坯送入加热炉加热到940-960，然后经第一冷却工序将钢筋锻坯 冷却至常温，然后将钢筋锻坯送入加热炉加热到430-450回火，再通过第二冷却工艺冷却 至常温； 所述第一冷却工序：采用水冷-空冷-水冷相结合，先采用水冷以3-5/s 的冷却速 度将钢筋锻坯水冷至550-570，然后空冷至310-330，再采用水冷以1-3/s 的冷却速 度将钢筋锻坯水冷至常温； 所述第二冷却工序：采用水冷-空冷结合，先采用水冷以3-5/s 的冷却速度将钢筋 锻坯水冷至330-350，然后空冷至室温； 步骤三：将钢筋锻坯热轧至所需尺寸，热轧温度为990-1100，热。
17、轧后通过高分子无 机淬火液以14-16/s的冷却速度快速冷却到590-610，然后再以6-8/s的冷却速度 冷却至常温； 步骤四：将步骤三的钢筋经过回火加热炉加热到520-540，保温16-18秒； 步骤五：将回火后的钢筋冷却到室温，即得高强度钢筋成品。 0011 其中，步骤五中，采用水冷与空冷结合，先采用水冷以2-4/s 的冷却速度将钢 筋水冷至370-390，然后空冷至250-270，再采用水冷以1-2/s 的冷却速率将钢筋水 冷至190-210，最后空冷至室温；水冷时的初试水温低于33。 0012 本发明的有益效果是： 本发明由于合金元素的作用，碳及合金元素的严重偏析，钢筋会出现共晶碳化。
18、物，从而 降低产品的冲击韧度；本发明通过一次回火及温度控制，从而使钢筋的合金元素偏析现象 说 明 书CN 104313512 A 3/5页 6 明显减弱，可大幅度提高钢筋的冲击韧度；回火处理使钢筋各方向组织细小均匀；可进一 步减小表面和心部的温度之差，从而使表面至心部性能趋于一致；回火后采用水冷与空冷 结合，通过回火后的冷却控制，可以使碳化物进一步充分溶解，均匀扩散，避免了碳化物在 晶间的析出造成晶间腐蚀和点蚀超标，保证了材料的铁素体含量在30% 左右，并且使组织 更为均匀稳定，极少出现气孔及沙眼，保证了钢筋的抗腐蚀性能，起到了意想不到的技术效 果。 0013 本发明通过表面强化热处理可以细化。
19、晶粒，同时提高钢筋的韧性，可以减轻或消 除带状组织等缺陷，提高钢筋整体冲击性能，使钢筋组织更为均匀稳定，极少出现气孔及沙 眼，且获得较好的综合力学性能。 具体实施方式 0014 实施例1 本实施例提供一种筋钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分按重量百分比为： C：0.18%、Si：0.38、Mn：0.87、Cr：0.5、Mo：0.43、Ni：0.05%、Nb：0.01%、Cu： 0.01%、V：0.005%、S：0.06%、B：0.03%、Al：0.15%、Sn：0.03%、稀土元素：0.05%，其余为Fe和 不可避免杂质； 其中，稀土元素包括：6%铈、3%钕、11%铕、15%镝、4%铒、18%。
20、镥，其余为镧。 0015 本实施例还提供一种钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，包括如下具体步骤： 步骤一：将钢坯在970下加热并拉拔成需要的钢筋锻坯，水冷至450时再空冷至室 温； 步骤二：将钢筋锻坯送入加热炉加热到940，然后经第一冷却工序将钢筋锻坯冷却 至常温，然后将钢筋锻坯送入加热炉加热到430回火，再通过第二冷却工艺冷却至常温； 所述第一冷却工序：采用水冷-空冷-水冷相结合，先采用水冷以3/s 的冷却速度 将钢筋锻坯水冷至550，然后空冷至310，再采用水冷以1/s 的冷却速度将钢筋锻坯 水冷至常温； 所述第二冷却工序：采用水冷-空冷结合，先采用水冷以3/s 的冷却速度将钢筋锻 坯水冷。
21、至330，然后空冷至室温； 步骤三：将钢筋锻坯热轧至所需尺寸，热轧温度为990，热轧后通过高分子无机淬火 液以14/s的冷却速度快速冷却到590，然后再以6/s的冷却速度冷却至常温； 步骤四：将步骤三的钢筋经过回火加热炉加热到520，保温16秒； 步骤五：将回火后的钢筋冷却到室温，即得高强度钢筋成品。 0016 其中，步骤五中，采用水冷与空冷结合，先采用水冷以2/s 的冷却速度将钢筋 水冷至370，然后空冷至250，再采用水冷以1/s 的冷却速率将钢筋水冷至190，最 后空冷至室温；水冷时的初试水温低于33。 0017 实施例2 本实施例提供一种筋钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分按重量百分比。
22、为： C：0.20%、Si：0.40、Mn：0.89、Cr：1.5、Mo：0.45、Ni：0.15%、Nb：0.03%、Cu： 0.05%、V：0.015%、S：0.08%、B：0.05%、Al：0.17%、Sn：0.05%、稀土元素：0.15%，其余为Fe和 不可避免杂质； 说 明 书CN 104313512 A 4/5页 7 其中，稀土元素包括：8%铈、5%钕、13%铕、17%镝、6%铒、20%镥，其余为镧。 0018 本实施例还提供一种钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，包括如下具体步骤： 步骤一：将钢坯在990下加热并拉拔成需要的钢筋锻坯，水冷至470时再空冷至室 温； 步骤二：将钢筋锻。
23、坯送入加热炉加热到960，然后经第一冷却工序将钢筋锻坯冷却 至常温，然后将钢筋锻坯送入加热炉加热到450回火，再通过第二冷却工艺冷却至常温； 所述第一冷却工序：采用水冷-空冷-水冷相结合，先采用水冷以5/s 的冷却速度 将钢筋锻坯水冷至570，然后空冷至330，再采用水冷以3/s 的冷却速度将钢筋锻坯 水冷至常温； 所述第二冷却工序：采用水冷-空冷结合，先采用水冷以5/s 的冷却速度将钢筋锻 坯水冷至350，然后空冷至室温； 步骤三：将钢筋锻坯热轧至所需尺寸，热轧温度为1100，热轧后通过高分子无机淬 火液以16/s的冷却速度快速冷却到610，然后再以8/s的冷却速度冷却至常温； 步骤四：将步。
24、骤三的钢筋经过回火加热炉加热到540，保温18秒； 步骤五：将回火后的钢筋冷却到室温，即得高强度钢筋成品。 0019 其中，步骤五中，采用水冷与空冷结合，先采用水冷以4/s 的冷却速度将钢筋 水冷至390，然后空冷至270，再采用水冷以2/s 的冷却速率将钢筋水冷至210，最 后空冷至室温；水冷时的初试水温低于33。 0020 实施例3 本实施例提供提供一种筋钢筋混凝土用高强度钢筋，其化学成分按重量百分比为： C：0.19%、Si：0.39、Mn：0.88、Cr：1、Mo：0.44、Ni：0.10%、Nb：0.02%、Cu： 0.03%、V：0.01%、S：0.07%、B：0.04%、Al：0。
25、.16%、Sn：0.04%、稀土元素：0.1%，其余为Fe和不 可避免杂质； 其中，稀土元素包括：7%铈、4%钕、12%铕、16%镝、5%铒、19%镥，其余为镧。 0021 本实施例还提供一种钢筋混凝土用高强度钢筋的制造方法，包括如下具体步骤： 步骤一：将钢坯在980下加热并拉拔成需要的钢筋锻坯，水冷至460时再空冷至室 温； 步骤二：将钢筋锻坯送入加热炉加热到950，然后经第一冷却工序将钢筋锻坯冷却 至常温，然后将钢筋锻坯送入加热炉加热到440回火，再通过第二冷却工艺冷却至常温； 所述第一冷却工序：采用水冷-空冷-水冷相结合，先采用水冷以4/s 的冷却速度 将钢筋锻坯水冷至560，然后空冷至。
26、320，再采用水冷以2/s 的冷却速度将钢筋锻坯 水冷至常温； 所述第二冷却工序：采用水冷-空冷结合，先采用水冷以4/s 的冷却速度将钢筋锻 坯水冷至340，然后空冷至室温； 步骤三：将钢筋锻坯热轧至所需尺寸，热轧温度为1000，热轧后通过高分子无机淬 火液以15/s的冷却速度快速冷却到600，然后再以7/s的冷却速度冷却至常温； 步骤四：将步骤三的钢筋经过回火加热炉加热到530，保温17秒； 步骤五：将回火后的钢筋冷却到室温，即得高强度钢筋成品。 0022 其中，步骤五中，采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3/s 的冷却速度将钢筋 说 明 书CN 104313512 A 5/5页 8 水冷至380，然后空冷至260，再采用水冷以1.5/s 的冷却速率将钢筋水冷至200， 最后空冷至室温；水冷时的初试水温低于33。 0023 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。 说 明 书CN 104313512 A 。