本發明專利技術屬于軋鋼技術領域，涉及一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝，所述生產工藝包括根據正常HRB400E及HRB500E鋼種成分與力學性能對應關系建立數學模型，對C、Si、Mn元素按上線要求控制，按照數學模型計算出的釩合金加入區間組織試驗，設計不同梯度的工藝溫度區間，對比不同溫度下的鋼材力學性能，對比固溶強化、細晶強化、析出強化，確定提高開軋溫度，提高釩合金的析出強化，調整開軋溫度確定合適的開軋溫度。本發明專利技術根據現有鋼種合金成分對應力學性能對HRB630E鋼筋合金成分進行預設，并根據試驗力學性能結果，結合具體合金對具體指標的影響大小，再對合金成分進行微調，實現鋼材力學性能的有效提升。實現鋼材力學性能的有效提升。
【技術實現步驟摘要】
一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝
[0001]本專利技術屬于軋鋼
，具體涉及一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝。
技術介紹
[0002]目前鋼筋市場上400MPa強度的鋼材占比較多，其中HRB400E鋼筋約占市場總量的80％，HRB500E+HRB600E鋼筋約占市場總量20％，由于強度高，使用HRB500E抗震熱軋帶肋鋼筋可比HRB400E抗震熱軋帶肋鋼筋節省鋼材14％，使用HRB600E抗震熱軋帶肋鋼筋可比HRB500E抗震熱軋帶肋鋼筋節省鋼材12％，減輕建筑物自重50％，因此可降低建筑工程的建設成本。
[0003]國家鼓勵采用先進的節能減排技術和材料，逐步提高高強度、高性能建材的使用比例，充分發揮釩氮資源優勢，對釩氮技術進行深層次研究，通過適量添加微合金元素—釩，來改善鋼筋的化學成分，成功研制出的釩微合金化630MPa高強抗震鋼筋具有很好的綜合力學性能，采用高強鋼筋，既環保又節能，是典型的環保型綠色鋼材，因此HRB630E鋼筋的市場前景非常光明。
[0004]對于630MPa以上抗震鋼筋，要求其強屈比不小于1.25，考慮到在強烈地震時，結構物通常進入非彈性范圍工作，因此在抗震設計中要力求控制一些部位形成塑性鉸，并應避免塑性鉸過于集中在某一位置，當鋼筋有足夠大的強屈比時，這一目的就容易達到，因此HRB630E鋼筋因其需要具備高的屈服強度，同時需要兼備1.25以上的強屈比，使其成為目前國標螺紋鋼中生產技術難度較大的鋼種。目前在對于高強抗震鋼材的生產上存在以下問題：
[0005]1、由于國家標準《GBT 1499.2
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2018鋼筋混凝土用鋼第2部分熱軋帶肋鋼筋》中對鋼材中C、Si、Mn元素做了明確的上線要求，要求HRB600級鋼材C不大于0.28％，Si不大于0.80％，Mn不大于1.60％，此三類元素為提高鋼材力學性能的常見元素，按照標準要求上線控制時，屈服強度也很難達到630MPa以上，故需考慮加入其他合金；
[0006]2、隨著合金量的不斷升高，鋼材屈服強度與抗拉強度升高的幅度基本一致，導致鋼材屈服強度逐漸升高至630MPa時，會導致鋼材強屈比逐漸降低，很難滿足高于1.25的抗震要求，需開發新工藝提高鋼材強屈比。
[0007]3、隨著釩合金加入的不斷升高，若保證釩合金的有效析出，需提高開軋溫度，開軋溫度過高后會造成鋼材晶粒長大造成塑性降低，造成最大力下總伸長率等指標不合。
技術實現思路
[0008]本專利技術的目的在于提供一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝，確定釩含量以及開軋溫度的工藝區間，解決了現有技術的合金量的升高導致鋼材強屈比逐漸降低以及開軋溫度提高后造成鋼材晶粒長大造成塑性降低，造成最大力下總伸長率等指標不合的問題。
[0009]為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為，本專利技術提供一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝，包括以下步驟：
[0010]1)生產工藝包括根據正常HRB400E及HRB500E鋼種成分與力學性能對應關系建立各化學元素與鋼材力學性能間的相關性數學模型，對C、Si、Mn元素按上線要求控制；
[0011]2)按照步驟1)中所述的數學模型計算出的釩合金加入區間在0.110％
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0.150％，設計成分C質量百分比為0.26％
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0.28％，Si質量百分比為0.70％
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0.80％，Mn質量百分比為1.50％
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1.60％，V質量百分比為分三個梯度區間，分別為0.110％
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0.120％，0.130％
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0.140％，0.150％
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0.160％，對應Φ12
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16、Φ18
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22、Φ25
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32三個規格區間，設計不同梯度的工藝溫度區間，按開軋溫度1060
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1080℃、1130
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1150℃、1180
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1200℃，在各規格區間使用對應成分按不同的開軋溫度組織試驗；
[0012]3)對比不同溫度下的鋼材力學性能：對比固溶強化、細晶強化、析出強化，確定開軋溫度在1180
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1200℃區間時，鋼材中V合金析出強化對鋼材力學性能的貢獻最為明顯；
[0013]4)后續生產中，以1180
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1200℃為開軋溫度，軋制及軋后全程熱軋，鋼材各項檢驗指標能夠保證合格。
[0014]具體的，所述步驟1)中的相關性數學模型按照回歸方程：屈服強度＝155.33+154.0C+103.11Si+121.65Mn+1399.3V+20.96Cr+3517.4N,抗拉強度＝305.77+183.2C+99.85Si+121.31Mn+1166.5V+29.91Cr+4006.2N建立。
[0015]具體的，所述步驟1)中C、Si、Mn元素上線要求為C≤0.28％，Si≤0.80％，Mn≤1.60％。
[0016]具體的，所述步驟2)中的按照數學模型計算出的釩合金加入區間組織試驗是分析釩質量百分比為處于0.110％
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0.150％區間內時，鋼材屈服強度實現大于630MPa。
[0017]具體的，所述步驟3)中對比固溶強化、細晶強化、析出強化是對比在提升鋼材力學性能中的具體貢獻大小，因加熱溫度偏高，細晶強化最鋼材力學性能貢獻不明顯，在1060
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1080℃、1130
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1150℃、1180
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1200℃溫度區間中，通過析出相能譜分析，V合金析出強化對屈服強度的貢獻分別為80MPa、100MPa、130MPa，對抗拉強度的貢獻分別為120MPa、140MPa、180MPa，故確定提高開軋溫度至1180
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1200℃區間。
[0018]具體的，所述步驟3)中調整開軋溫度是在提高開軋溫度至1180
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1200℃區間時，雖鋼材的屈服強度、抗拉強度、強屈比指標符合要求，但由于晶粒過于粗大導致鋼材最大力下總伸長率偏低，均值為8.4％，HRB400E、HRB500E國標要求不小于9％，在適當降低開軋溫度20℃時，鋼材最大力總伸長率平均升高2.1％，均值達到10.5％，故調整開軋溫度至1160
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1180℃。
[0019]具體的，所述步驟3)中提高開軋溫度后得出抗拉強度升高幅度明顯高于屈服強度，從1060
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1200℃溫度區間，每升高10℃開軋溫度，屈服強度平均提高約2.8MPa，抗拉強度平均提高約4.3MPa。
[0020]具體的，所述步驟3)中開軋溫度在加熱溫度整體升高后，鋼材金相組織晶粒逐步粗大，造成鋼材塑性降低，最大力下總伸長率降低，開軋溫度1060
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1080℃區間時最大力下總伸長率平均12.5％，隨溫度升高越高，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝，其特征在于，包括以下步驟：1)生產工藝包括根據正常HRB400E及HRB500E鋼種成分與力學性能對應關系建立各化學元素與鋼材力學性能間的相關性數學模型，對C、Si、Mn元素按上線要求控制；2)按照步驟1)中所述的數學模型計算出的釩合金加入區間在0.110％
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0.150％，設計成分C質量百分比為0.26％
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0.28％，Si質量百分比為0.70％
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0.80％，Mn質量百分比為1.50％
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1.60％，V質量百分比為分三個梯度區間，分別為0.110％
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0.120％，0.130％
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0.140％，0.150％
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0.160％，對應Φ12
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16、Φ18
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22、Φ25
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32三個規格區間，設計不同梯度的工藝溫度區間，按開軋溫度1060
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1080℃、1130
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1150℃、1180
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1200℃，在各規格區間使用對應成分按不同的開軋溫度組織試驗；3)對比不同溫度下的鋼材力學性能：對比固溶強化、細晶強化、析出強化，確定開軋溫度在1180
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1200℃區間時，鋼材中V合金析出強化對鋼材力學性能的貢獻最為明顯；4)后續生產中，以1180
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1200℃為開軋溫度，軋制及軋后全程熱軋，鋼材各項檢驗指標能夠保證合格。2.根據權利要求1所述的一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝，其特征在于，所述步驟1)中的相關性數學模型按照回歸方程：屈服強度＝155.33+154.0C+103.11Si+121.65Mn+1399.3V+20.96Cr+3517.4N,抗拉強度＝305.77+183.2C+99.85Si+121.31Mn+1166.5V+29.91Cr+4006.2N建立。3.根據權利要求1所述的一種屈服強度630MPa以上高強抗震鋼材生產工藝，其特征在于，所述步驟1)中C、Si、Mn元素上線要求為C≤0.28％，Si≤0.80％，Mn≤1.60％。4.根據權利要求1所述的一種屈服強度630MP...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉伯慧，王春祥，張志杰，李偉，張寶鑫，郭傳哲，蔣子龍，牛月旭，谷家林，劉鑫悅，
申請(專利權)人：山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：
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