一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學(xué)成分為：C：0.20-0.25%，Si：1.50-1.85%，Mn：0.20-0.50%，Cr:0.07-0.09%，Mo：0.30-0.35%，V：0.25-0.35%，Nb：0.05-0.08%，Ti：0.42-0.61%，Ni：0.15-0.25%，Ca：0.25-0.40%，S≤0.025%，P≤0.025%，Cu≤0.20%，復(fù)合稀土：0.15-0.30%，余量為Fe；本發(fā)明還設(shè)計(jì)一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝流程如下冶煉得到鋼坯-軋制-冷卻處理-第二次軋制-熱處理及穩(wěn)定化處理-氣體氮化處理-吐絲并打卷-打捆入庫(kù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種鋼棒及其生產(chǎn)工藝，具體的說(shuō)是一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的預(yù)應(yīng)力鋼材生產(chǎn)起步于20世紀(jì)60年代初期，因受計(jì)劃經(jīng)濟(jì)影響，到20世紀(jì)80年代末期才開(kāi)始開(kāi)發(fā)和引進(jìn)該技術(shù)，由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備自動(dòng)化程度相對(duì)較低、工序不連續(xù)，使得初期研制出的預(yù)應(yīng)力鋼棒產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很低、成本較高、難以形成規(guī)?；a(chǎn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和改革開(kāi)放的不斷深入，“八五”期間，國(guó)內(nèi)幾家企業(yè)與科研院所共同開(kāi)發(fā)出了一種自動(dòng)化程度較高的連續(xù)預(yù)應(yīng)力鋼棒生產(chǎn)線(xiàn)，但由于控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性以及設(shè)計(jì)的欠缺而難以達(dá)到預(yù)期效果。“九五”期間，我國(guó)對(duì)建筑用鋼材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有了一定的認(rèn)識(shí)，逐步引進(jìn)預(yù)應(yīng)力鋼材生產(chǎn)線(xiàn)。唐山鋼鐵公司于1994年引進(jìn)了國(guó)內(nèi)第一條PC鋼棒生產(chǎn)線(xiàn)，短短幾年間國(guó)內(nèi)數(shù)家企業(yè)先后從國(guó)外引進(jìn)了 10條預(yù)應(yīng)力鋼棒生產(chǎn)線(xiàn)，力口上整修后的20余條國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)量達(dá)20余萬(wàn)噸。我國(guó)高速線(xiàn)材生產(chǎn)的快速發(fā)展，促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)、施工與用料的技術(shù)升級(jí)和更新?lián)Q代。但形成了嚴(yán)重的供大于求的局面，使得預(yù)應(yīng)力鋼材產(chǎn)品的銷(xiāo)售價(jià)格一路下滑，貨款回收周期延長(zhǎng)，使得許多企業(yè)處于半停產(chǎn)或停產(chǎn)的局面。自1999年以來(lái)，由于南方沿海一帶經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，使預(yù)應(yīng)力鋼材市場(chǎng)活躍了起來(lái)，使得原半停產(chǎn)或停產(chǎn)的生產(chǎn)線(xiàn)被重新啟動(dòng)，而隨著PC鋼棒生產(chǎn)質(zhì)量的不斷改進(jìn)，以及國(guó)民對(duì)建筑鋼材高性?xún)r(jià)比帶來(lái)的一系列好處的深入認(rèn)識(shí)，其應(yīng)用越來(lái)越普遍，產(chǎn)量也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。廣東省建設(shè)廳在2000年出臺(tái)的文件規(guī)定，建造樓房所用管樁必須使用PC鋼棒。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)PC鋼棒生產(chǎn)能力已達(dá)100萬(wàn)噸以上。
[0003]目前一般預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝為放線(xiàn)一剝殼除銹一定型刻槽一校直一感應(yīng)加熱一淬火一回火一冷卻一傳動(dòng)一剪切分線(xiàn)一收線(xiàn)，工藝成本高，浪費(fèi)鋼材，工序復(fù)雜操作不便且制造出來(lái)的鋼棒性能差、延性差、易斷裂等缺點(diǎn)，這些鋼棒應(yīng)用到工程、建筑物上，其滯后斷裂的敏感性呈現(xiàn)線(xiàn)性增加，風(fēng)險(xiǎn)性大，這對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒產(chǎn)業(yè)而言將造成不可估量的質(zhì)量隱患和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒及其生產(chǎn)工藝，該鋼棒強(qiáng)度高，延伸性好，抗滯后斷裂性強(qiáng)、易焊接、鐓鍛性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易操作、生產(chǎn)穩(wěn)定效率高，節(jié)省鋼材節(jié)省成本。
[0005]本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學(xué)成分為:c:0.20-0.25%，Si:1.50-1.85%, Mn:0.20-0.50%, Cr:0.07-0.09%, Mo:0.30-0.35%, V:0.25-0.35%, Nb:
0.05-0.08%, Ti:0.42-0.61%, N1:0.15-0.25%, Ca:0.25-0.40%, S 彡 0.025%, P 彡 0.025%,Cu ( 0.20%,復(fù)合稀土:0.15-0.30%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:5-8%，釓=8-10%, %:8-10%，鈰:15-20%，鐠:23-25%，釹:12-15%，鏑:11_14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學(xué)成分為:c:0.25%，S1:1.65%,Mn:0.20%, Cr:0.08%, Mo:0.35%, V:0.25%, Nb:0.08%, T1:0.50%, N1:0.25%, Ca:0.30%, S:
0.025%, P:0.010%, Cu:0.15%,復(fù)合稀土:0.20%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0007]前述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學(xué)成分為:C:0.20%，Si:
1.50%, Mn:0.50%, Cr:0.07%, Mo:0.30%, V:0.35%, Nb:0.05%, T1:0.42%, N1:0.15%, Ca:
0.25%, S:0.015%, P:0.015%, Cu:0.20%,復(fù)合稀土:0.15%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0008]前述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學(xué)成分為:C:0.22%，Si:
1.85%, Mn:0.35%, Cr: 0.09%, Mo:0.33%, V:0.30%, Nb:0.07%, T1:0.61%, N1:0.18%, Ca:0.40%, S:0.020%, P:0.025%, Cu:0.15%,復(fù)合稀土:0.30%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0009]本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱至1000-1500°c，加熱后的鋼坯出爐進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗壓力設(shè)定為15-18MPa，除鱗后鋼坯溫度為900_990°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機(jī)軋制，鋼坯入爐預(yù)熱段溫度控制在660-710°C，加熱溫度為850-920°C，加熱1.5_3h，粗軋溫度為1000-1180°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為800-850°C ；
(3)對(duì)步驟(2)中軋制后的鋼坯進(jìn)行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.5-4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500-550°C，然后空冷至350-450°C，再采用水冷以3.0-3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150-185°C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機(jī)進(jìn)行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100oC，精軋溫度控制在950-980°C，軋制后弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進(jìn)行熱處理并冷卻至室溫，對(duì)冷卻后的鋼坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理加熱到800-850°C，保溫10-15min，隨后進(jìn)行空冷或爐冷至室溫；
(6)對(duì)步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進(jìn)行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至500-525°C，保持10_15h ；
(7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機(jī)，在吐絲溫度為750-790°C下吐絲形成盤(pán)卷狀并進(jìn)行空冷，在空冷后進(jìn)一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀； (8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝中，步驟(5)中對(duì)鋼坯進(jìn)行熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至780-820°C并保溫l_2h后停爐，爐冷卻至420_450°C，隨后打開(kāi)爐門(mén)繼續(xù)緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C并保溫7_9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390-405 °C后保溫7-8h后出爐冷缺，在冷卻床上對(duì)鋼坯進(jìn)行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280 0C，然后再緩慢冷卻到室溫。
[0011]高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝中，還包括在步驟(8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)前對(duì)卷筒狀鋼棒進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除有缺陷的鋼棒
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明調(diào)節(jié)了高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的組分改變組織狀態(tài)來(lái)強(qiáng)化原奧氏體晶界、阻止氫的吸入，降低氫的擴(kuò)散系數(shù)等，從而提高鋼棒的抗氫致延遲斷裂的能力，具體措施如下:
(I)減少P、S夾雜物沿原奧氏體晶界的偏析；(2)降低Mn、Si含量，抑制P的晶界偏析；(3)為了提高回火溫度，將Si的含量提高到1.5%以上；(4)為了確?；鼗饡r(shí)仍能達(dá)到所需求的強(qiáng)度，添加Mo、V等特殊碳化物析出元素；(5)添加Nb、V、Ti微合金化元素以細(xì)化晶粒；(6)添加Ni并通過(guò)軋制和熱處理過(guò)程使其富聚于鋼材表面，以降低氫的吸入量和擴(kuò)散系數(shù)。
[0012]本發(fā)明高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的組分中還加入了 Ca成份復(fù)合成份中的Si，能增加斷裂時(shí)間，這是因?yàn)镃a具有控制夾雜物的作用，促使MnS向球狀CaS的轉(zhuǎn)變，降低了MnS的有害作用，強(qiáng)化了原奧氏體晶界的結(jié)合強(qiáng)度，從而使鋼棒的抗延遲斷裂性能提高。
[0013]本發(fā)明高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的組分中還加入Cr、Nb、V、Ni從而可以提高C和N元素的原子活性，使各原子形成的氣團(tuán)能與位錯(cuò)形成強(qiáng)烈的相互作用，釘扎位錯(cuò)，產(chǎn)生屈服平臺(tái)；其中:Cr，增加鋼的淬透性，顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，也增加了鋼的耐蝕性和抗氧化能力；Ni，提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力；Nb，細(xì)化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，也可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。
[0014]本發(fā)明工藝步驟(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機(jī)進(jìn)行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100°C，精軋溫度控制在950-980°C，軋制后弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫；兩次軋制結(jié)合弱冷的方式有效保證軋制后的鋼棒的晶粒度達(dá)到9級(jí)以上，軋制后的鋼棒快速加熱阻止奧氏體晶粒度的長(zhǎng)大，保持細(xì)晶粒狀態(tài)，保證了后續(xù)熱處理后鋼棒的晶粒度達(dá)到11級(jí)以上，細(xì)晶化處理可迅速提高屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的同時(shí)保持超高塑性。
[0015]本發(fā)明工藝的步驟(3)中對(duì)鋼坯進(jìn)行降溫處理時(shí)采用水冷與空冷結(jié)合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過(guò)回火后的冷卻控制，可以使碳化物充分溶解，均勻擴(kuò)散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點(diǎn)蝕超標(biāo)，保證了材料的鐵素體含量小于
0.5%，還可以使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來(lái)的腐蝕速率超標(biāo)和硬度超標(biāo)，從而帶來(lái)了另一個(gè)技術(shù)指標(biāo)的攬，獲得了意想不到的技術(shù)效果。
[0016]本發(fā)明在鋼棒制成后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逐個(gè)檢查，確保產(chǎn)品合格率，本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒強(qiáng)度高、延性好、抗滯后斷裂性強(qiáng)、易焊接、鐓鍛性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易操作、節(jié)省鋼材節(jié)省成本。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學(xué)成分為:c:0.25%，Si:1.65%, Mn:0.20%, Cr:0.08%, Mo:0.35%, V:0.25%, Nb:0.08%, T1:0.50%, N1:0.25%, Ca:0.30%, S:0.025%, P:0.010%, Cu:0.15%,復(fù)合稀土:0.20%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0018]上述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱至1000°c，加熱后的鋼坯出爐進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗壓力設(shè)定為18MPa，除鱗后鋼還溫度為900°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機(jī)軋制，鋼坯入爐預(yù)熱段溫度控制在700°C，力口熱溫度為850°C，加熱2h，粗軋溫度為1180°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為850 0C ；
(3)對(duì)步驟(2)中軋制后的鋼坯進(jìn)行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至550°C，然后空冷至350°C，再采用水冷以3.2V /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150°C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機(jī)進(jìn)行第二次軋制，粗軋溫度控制在1025°C，精軋溫度控制在950°C，軋制后弱冷至800°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進(jìn)行熱處理并冷卻至室溫，對(duì)冷卻后的鋼坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理加熱到850°C，保溫15min，隨后進(jìn)行空冷或爐冷至室溫；
熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至820°C并保溫1.5h后停爐，爐冷卻至420_450°C，隨后打開(kāi)爐門(mén)繼續(xù)緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C并保溫7_9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390-405°C后保溫7-8h后出爐冷缺，在冷卻床上對(duì)鋼坯進(jìn)行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280°C，然后再緩慢冷卻到室溫；
(6)對(duì)步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進(jìn)行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至500°C，保持13h ； (7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機(jī)，在吐絲溫度為750°C下吐絲形成盤(pán)卷狀并進(jìn)行空冷，在空冷后進(jìn)一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀；
(8)對(duì)卷筒狀鋼棒進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)。
[0019]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學(xué)成分為:c:0.20%,Si:1.50%, Mn:0.50%, Cr:0.07%, Mo:0.30%, V:0.35%, Nb:0.05%, T1:0.42%, N1:0.15%, Ca:0.25%, S:0.015%, P:0.015%, Cu:0.20%,復(fù)合稀土:0.15%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0020]上述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱至1250°c，加熱后的鋼坯出爐進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗壓力設(shè)定為17MPa，除鱗后鋼還溫度為990°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機(jī)軋制，鋼坯入爐預(yù)熱段溫度控制在710°C，力口熱溫度為900°C，加熱3h，粗軋溫度為1050°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為800 0C ；
(3)對(duì)步驟(2)中軋制后的鋼坯進(jìn)行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.50C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500°C，然后空冷至450°C，再采用水冷以3.0°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至185°C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機(jī)進(jìn)行第二次軋制，粗軋溫度控制在1100°C，精軋溫度控制在980°C，軋制后弱冷至750°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進(jìn)行熱處理并冷卻至室溫，對(duì)冷卻后的鋼坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理加熱到800°C，保溫lOmin，隨后進(jìn)行空冷或爐冷至室溫；
熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至780°C并保溫2h后停爐，爐冷卻至420°C，隨后打開(kāi)爐門(mén)繼續(xù)緩冷至250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至910°C并保溫9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至405°C后保溫7h后出爐冷缺，在冷卻床上對(duì)鋼坯進(jìn)行空氣冷卻，先以每秒6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到280°C，然后再緩慢冷卻到室溫；
(6)對(duì)步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進(jìn)行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至525°C，保持15h ；
(7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機(jī)，在吐絲溫度為790°C下吐絲形成盤(pán)卷狀并進(jìn)行空冷，在空冷后進(jìn)一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀；
(8)對(duì)卷筒狀鋼棒進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)。
[0021]實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學(xué)成分為:c:0.22%，Si:1.85%, Mn:0.35%, Cr: 0.09%, Mo:0.33%，V:0.30%, Nb:0.07%, T1:0.61%, N1:0.18%, Ca:
0.40%, S:0.020%, P:0.025%, Cu:0.15%,復(fù)合稀土:0.30%，余量為 Fe ；
復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
[0022]上述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，具體生產(chǎn)工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱至1500°C，加熱后的鋼坯出爐進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗壓力設(shè)定為15MPa，除鱗后鋼還溫度為950°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機(jī)軋制，鋼坯入爐預(yù)熱段溫度控制在660°C，力口熱溫度為920°C，加熱1.5h，粗軋溫度為1000°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為825 0C ；
(3)對(duì)步驟(2)中軋制后的鋼坯進(jìn)行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.80C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至525°C，然后空冷至380°C，再采用水冷以3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至175 °C，最后空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機(jī)進(jìn)行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000°C，精軋溫度控制在970°C，軋制后弱冷至820°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進(jìn)行熱處理并冷卻至室溫，對(duì)冷卻后的鋼坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理加熱到820°C，保溫13min，隨后進(jìn)行空冷或爐冷至室溫；
熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至800°C并保溫Ih后停爐，爐冷卻至450°C，隨后打開(kāi)爐門(mén)繼續(xù)緩冷至200°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890°C并保溫7h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390°C后保溫7.5h后出爐冷缺，在冷卻床上對(duì)鋼坯進(jìn)行空氣冷卻，先以每秒4°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到250°C，然后再緩慢冷卻到室溫；
(6)對(duì)步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進(jìn)行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至545°C，保持1h ；
(7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機(jī)，在吐絲溫度為760°C下吐絲形成盤(pán)卷狀并進(jìn)行空冷，在空冷后進(jìn)一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀；
(8)對(duì)卷筒狀鋼棒進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)。
[0023]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學(xué)成分為:C:0.20-0.25%, Si:1.50-1.85%, Mn:0.20-0.50%, Cr: 0.07-0.09%, Mo:0.30-0.35%,V:0.25-0.35%, Nb:0.05-0.08%, Ti:0.42-0.61%, Ni:0.15-0.25%, Ca:0.25-0.40%,S 彡 0.025%, P 彡 0.025%, Cu ( 0.20%,復(fù)合稀土:0.15-0.30%，余量為 Fe ； 所述復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:5-8%，釓:8-10%，釔:8-10%，鈰:15-20%，鐠:23-25%,釹:12-15%，鏑:11_14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學(xué)成分為:C:0.25%, Si:1.65%, Mn:0.20%, Cr:0.08%, Mo:0.35%, V:0.25%, Nb:0.08%, Ti:0.50%, Ni:0.25%, Ca:0.30%, S:0.025%, P:0.010%, Cu:0.15%,復(fù)合稀土:0.20%,余量為 Fe ； 所述復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學(xué)成分為:c:0.20%, Si:1.50%, Mn:0.50%, Cr:0.07%, Mo:0.30%, V:0.35%, Nb:0.05%, Ti:0.42%, Ni:0.15%, Ca:0.25%, S:0.015%, P:0.015%, Cu:0.20%,復(fù)合稀土:0.15%,余量為 Fe ； 所述復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其特征在于，其重量百分比化學(xué)成分為:C:0.22%, Si:1.85%, Mn:0.35%, Cr: 0.09%, Mo:0.33%, V:0.30%, Nb:0.07%, Ti:0.61%, Ni:0.18%, Ca:0.40%, S:0.020%, P:0.025%, Cu:0.15%,復(fù)合稀土:0.30%,余量為 Fe ； 所述復(fù)合稀土的組分按質(zhì)量百分比計(jì)為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其余為鑭，以上各組分之和為100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，其特征在于，具體生產(chǎn)工藝如下: (1)將上述組分作為原料經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉處理、連鑄后得到鋼坯，然后將鋼坯通過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱至1000-1500°C，加熱后的鋼坯出爐進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗壓力設(shè)定為15-18MPa，除鱗后鋼坯溫度為900_990°C ； (2)將步驟(I)中除鱗后的鋼坯送入軋機(jī)軋制，鋼坯入爐預(yù)熱段溫度控制在660-710°C，加熱溫度為850-920°C，加熱1.5_3h，粗軋溫度為1000-1180°C，粗軋完成溫度控制在950以上，終軋溫度為800-850°C ； (3)對(duì)步驟(2)中軋制后的鋼坯進(jìn)行降溫冷卻處理工序以控制其內(nèi)部金相組織； 所述的降溫冷卻處理工序具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以3.5-4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500-550°C，然后空冷至350-450°C，再采用水冷以3.0-3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150-185°C，最后空冷至室溫； (4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機(jī)進(jìn)行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100°C，精軋溫度控制在950-980°C，軋制后弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫； (5)將步驟(4)中經(jīng)兩次軋制后的鋼坯進(jìn)行熱處理并冷卻至室溫，對(duì)冷卻后的鋼坯進(jìn)行穩(wěn)定化處理加熱到800-850°C，保溫10-15min，隨后進(jìn)行空冷或爐冷至室溫； (6)對(duì)步驟(5)中經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼坯表面進(jìn)行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至500-525°C，保持10_15h ； (7)將經(jīng)氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機(jī)，在吐絲溫度為750-790°C下吐絲形成盤(pán)卷狀并進(jìn)行空冷，在空冷后進(jìn)一步經(jīng)集卷器打成卷筒狀； (8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述步驟(5)中對(duì)鋼坯進(jìn)行熱處理，具體操作步驟如下: a退火:將鋼坯爐熱至780-820°C并保溫l_2h后停爐，爐冷卻至420_450°C，隨后打開(kāi)爐門(mén)繼續(xù)緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫； b淬火:將步驟a中退火后的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C并保溫7_9h，然后直接用水噴淋鋼坯快速降溫； c回火:將經(jīng)淬火后的鋼坯在室溫下再次入爐并爐熱至390-405°C后保溫7-8h后出爐冷缺，在冷卻床上對(duì)鋼坯進(jìn)行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280 0C，然后再緩慢冷卻到室溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的生產(chǎn)工藝，其特征在于:還包括在步驟(8)將打成卷筒狀的鋼棒送入打捆機(jī)進(jìn)行打捆并稱(chēng)重，最后進(jìn)入成品庫(kù)前對(duì)卷筒狀鋼棒進(jìn)行逐個(gè)檢查，剔除有缺陷的鋼棒。
【文檔編號(hào)】C22C38/50GK104404380SQ201410621536
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】姚圣法, 吳海洋 申請(qǐng)人:江蘇天舜金屬材料集團(tuán)有限公司