阅读说明：本技术 Hrb600高强钢筋的冷却方法 (Cooling method of HRB600 high-strength steel bar ) 是由 赵小军 杜芳芳 马正红 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种HRB600高强钢筋的冷却方法,以10℃/s的加热速率升温到1150℃,保温5分钟后,以10℃/s的降温速率降温到1100℃,以开轧温度为1100℃,终轧温度为950℃,变形量为75％；热轧后以0.5℃/s-20℃/s的冷却速率冷却至600℃-760℃,再空冷自然冷却。在控制轧制的基础上,通过控冷工艺并结合微合金化技术可有效地控制钢中碳氮化物的析出以及过冷奥氏体的相变,同时获得细小铁素体+珠光体+少量贝氏体(0％-10％)的显微组织,以改善钢筋的强度和塑性。(The invention provides a cooling method of HRB600 high-strength steel bars, which comprises the steps of heating to 1150 ℃ at a heating rate of 10 ℃/s, preserving heat for 5 minutes, cooling to 1100 ℃ at a cooling rate of 10 ℃/s, rolling at 1100 ℃ at the beginning, rolling at 950 ℃ and deforming at 75%; after hot rolling, cooling to 600-760 ℃ at a cooling rate of 0.5-20 ℃/s, and then air cooling for natural cooling. On the basis of controlling rolling, the precipitation of carbonitride and the phase change of supercooled austenite in steel can be effectively controlled by a controlled cooling process and a microalloying technology, and a microstructure of fine ferrite, pearlite and a small amount of bainite (0-10%) is obtained at the same time so as to improve the strength and the plasticity of the steel bar.)

HRB600高强钢筋的冷却方法

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，尤其是一种HRB600高强钢筋的冷却方法。

背景技术

高强度钢筋是钢筋混凝王建筑结构的主要增强材料，在结构中承载着拉、压应力和应变，尤其是随着国民经济的发展，高层、大跨度、抗震、耐低温、耐火等多功能建筑结构的出现，要求钢筋具有更高的强度、塑初性和较好的焊接性能等综合性能。

对于600MPa级高强度钢筋，开轧前的均热温度、轧后冷却速率及控冷终止温度等工艺参数，对钢筋的组织和性能影响较大。有必要通过深入研究微合金元素的强化机理、控轧控冷工艺对钢筋组织和性能的影响规律及如何通过调整控轧控冷王艺参数来充分发挥微合金元素的强化作用此开发HRB6000高强钢筋。这对我国高强钢筋的生产实践具有重要的指导意义.

发明内容

针对现有技术，本发明提供了一种HRB600高强钢筋的冷却方法，提高其印度的同时保证塑性不降低，获得优异的综合性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种HRB600高强钢筋的冷却方法，其特征在于，以10℃/s的加热速率升温到1150℃，保温5分钟后，以10℃/s的降温速率降温到1100℃，以开轧温度为1100℃，终轧温度为950℃，变形量为75％；热轧后以0.5℃/s-20℃/s的冷却速率冷却至600℃-760℃，再空冷自然冷却。

进一步地，热轧后以0.5℃/s-3℃/s的冷却速率冷却至600℃-625℃，再空冷自然冷却。

进一步地，所述HRB600高强钢筋的化学成分为：C含量为0.23～0.26wt.％，Si含量为 0.70～0.76wt.％，Mn的含量为1.44～1.56wt.％，P含量为0.006～0.007wt.％，S含量为0.004～0.005wt.％，V含量为0.06～0.23wt.％，N含量为0.009～0.043wt.％，V:N为3～23。

进一步地，所述HRB600高强钢筋的化学成分为：C含量为0.23wt.％，Si含量为0.75wt.％， Mn含量为1.55wt.％，P含量为0.0075wt.％，S含量为0.0045wt.％，V含量为0.23wt.％，N 含量为0.019wt.％，V:N为12。

进一步地，轧制次数为3次，分别为1100℃、1050℃、950℃时三道轧制。

通过控制合适的冷却速率和冷却工艺，采用较低的终轧温度和较慢的轧后冷却速率，有利于沉淀相的析出，能够促使V-N微合金化，能使钢中析出大量的细小弥散的碳氮化钒颗粒达到析出强化的效果，同时弥散的碳氮化钒能够钉扎奥氏体晶界，抑制奥氏体晶粒长大，并作为铁素体的形核核心、细化铁素体晶粒，从而起到细晶强化和均匀化组织的作用。在控制轧制的基础上，通过控冷工艺并结合微合金化技术可有效地控制钢中碳氮化物的析出以及过冷奥氏体的相变，得到所需的显微组织，以改善钢筋的性能。

本发明通过选择合适的轧后冷却速率使钢中的微合金元素充分沉淀析出的同时获得细小铁素体+珠光体+少量贝氏体(0％-10％)的显微组织，当钢筋的室温组织中含有不超过10％的贝氏体时不仅能明显提高钢筋的强度，而且不会影响钢筋的塑性和屈服平台，改善钢筋的强度和塑性。

具体实施方式

下面结具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

以表1中所示化学成分的钢以10℃/s的加热速率升温到1150℃，保温5分钟后，以10℃ /s的降温速率降温到1100℃，以开轧温度为1100℃，终轧温度为950℃，变形量为75％；热轧后以0.5℃/s-20℃/s的冷却速率冷却至600℃-760℃，再空冷自然冷却。

表1

	C(wt.％)	Si(wt.％)	Mn(wt.％)	P(wt.％)	S(wt.％)	V(wt.％)	N(wt.％)	V：N
									1#	0.24	0.74	1.56	0.008	0.005	0.11	0.020	5.5
2#	0.23	0.75	1.55	0.007	0.004	0.23	0.019	12
									3#	0.23	0.72	1.54	0.007	0.004	0.22	0.024	9
4#	0.24	0.72	1.42	0.007	0.004	0.22	0.034	6.5

当冷速过快时，实验钢中的微合金元素V来不及沉淀析出，削弱了微合金元素的沉淀强化和细晶强化作用，造成合金元素的浪费；同时由于钢中V的固溶量增多，提高了钢的淬透性，导致组织中贝氏体的含量大幅增加，将明显降低钢的塑性。若冷速过慢，钢中经过相变得到的铁素体晶粒将逐渐粗化，在冷却过程中沉淀析出的碳氮化钒颗粒会逐渐长大，上述两种情况都将明显降低钢的综合性能，因此，需要选择合适的冷却速率，充分发挥微合金元素的沉淀强化和细晶强化的作用，进而达到600MPa高强钢筋的性能要求。

四种不同钒、氮含量的实验钢在不同冷速条件下得到的显微硬度平均值见表2。表实验钢的显微硬度平均值随着冷却速率的加快不断增大。随着冷却速率的增加导致过冷奥氏体由发生铁素体和珠光体相变为主过渡到发生贝氏体和马氏体相变为主，生成更多的硬化相，而不同的显微组织及其含量决定不同的显微硬度。

表2

2#实验钢，当冷速为0.5℃/s时，杨氏模量为321.2GPa；当冷速为1℃/s时，杨氏模量为 295.2GPa；当冷速为3℃/s时，杨氏模量为275.1GPa。随着冷速由0.5℃/s増加到3℃/s，杨氏模量明显减小。为保证600MPa级高强钢筋用钢的强度和塑性，热轧后的冷却速率应控制在0.5℃/s-3℃/s范围内，以获得细小的铁素体+珠光体+少量贝氏体。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。