460MPa级带肋钢筋开发

460MPa级带肋钢筋开发 蒋艳菊 任长坡 汪先虎 （本溪北营钢铁（集团）公司，辽宁 本溪117017） 英国BS4449 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中的460B，是钢筋混凝土用460MPa级带肋钢筋。北营钢铁公司利用 20MnSiV钢，在高速线材轧制上生产的直径8～16?高速线材盘条，其屈服强度达到460Mpa以上。钢的碳当量Ceq波动于0.31～0.47之间。钢筋直径由8?增加到16?，铁素体晶粒平均截距由6.1μｍ增至10.3μｍ，珠光体（或珠光体+贝氏体）含量由35.1%降至23.7%。 ：20MnSiV 带肋钢筋 460B 盘条 中图分类号：TG335.6+4 文献标识码：B The development of the 460MPa hot rolled ribbed bar JIANG Yan-ju REN Chang-po WANGXIAN-hu (Benxi Beiying Iron & Steel (Group) Co.,Ltd.，Bexi 117017，China) Abstract: The 460B in the S4449 is used in concrete structure as the 460MPa hot rolled ribbed bar. Benxi Beiying Iron & Steel (Group) Co.,Ltd has produced ?8mm～?16mm wire rod in high speed hot rolled wire milll using 20MnSiV continuse casting billets, with its yield strength has surpassed 460MPa. The Ceq of the wire bar is between 0.31～0.47.when the diameter of wire rod was rised from ?8mm～?16mm,the averge size of ferrite increased from 6.1μm to 10.3μm,the perlite content(perlit+bainite) is decreased from 35.1% to 23.7%. Key words:20MnSiV,ribbed bars,460B,wire bar 英国BS4449标准中的460B，是钢筋混凝土用460MPa级带肋钢筋。近年来，这种钢筋在国际市场上十 分畅销。为适应市场需要，北营钢铁公司于2008年，利用20MnSiV钢生产出直径8～16?的高速线材盘 条。产品测试表明，其屈服强度达到460Mpa以上，钢筋的其他力学性能指标和弯曲性能，均符合460B标 准要求。 英国BS4449标准460B钢筋的化学成分、力学性能和工艺性能要求，见表1和表2。 表1 460B钢筋化学成分/Wt.% Table1 The chemical composition of the bars/wt.% C Si Mn P S Ceq ?0.25 — — ?0.050 ?0.050 ?0.51 注：Ceq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15 表2 钢筋的力学性能和工艺性能 Table 2 The mechanical property and forming property of Hot-rolled ribbed bars 力学性能 工艺性能 最大应力下的总伸屈服强度 ReH/Mpa 强屈比 Rm/ ReH 弯曲试验 反弯试验 长率Agt/% - 1 - ｄ＝5ａ，弯曲45?，?460 ?1.08 ?5 ｄ＝5ａ，180? 反弯23? 注：d —弯心直径， a—钢筋直径 3.钢筋生产 3.1钢的成分 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 采用20MnSi钢添加微合金元素V，主要基于以下考虑： a、BS4449标准，对460B钢筋的Si、Mn含量未做规定。采用20MnSi钢作基础用钢，是因为它具有良 好的强塑性和较低的生产成本。 b、由于460B钢筋对可焊性有严格限制（Ceq?0.51），所以，仅靠提高20MnSi钢中的C、Si、Mn含量使屈服强度达到460Mpa以上，显然是不可能的。而在高速线材轧制线上，借助控轧控冷工艺来强化钢 筋，收效也十分有限。因此，北营生产的460B线材，是采用20MnSi钢中添加V来强化钢筋。生产表明，当钢中添加0.10～0.13%的V，由于V的沉淀强化和细晶强化（尤其前者），钢筋的屈服强度可以达到460MPａ以上。 由于以上原因，北营钢铁公司生产的460B高速线材产品化学成分，在保证碳当量Ceq小于0.51的情况下，重新做了调整（表3）。 表3 460B高速线材产品设计成分/Wt.% Table3 The desiginated composition of the hot-rolled wire rod C Si Mn P S V Ceq 0.18~0.25 0.40~0.70 0.8-1.1 ?0.035 ?0.035 ?0.10 ?0.50 3.2 钢筋生产工艺路线 460B钢筋生产工艺路线为： 铁水预处理?转炉冶炼?吹氩处理?方坯连铸?方坯加热?线材轧制?控制冷却?集卷。 3.3钢的冶炼 炼钢铁水经脱S处理，其硫含量为0.027～0.030%。冶炼在40ｔ转炉中进行，采用单渣法。造渣材料 平均加入量，石灰2.53ｔ，轻烧白云石910Kg,铁矿石795Kg。渣的碱度波动在2.8～3.0，冶炼周期26.5 min。钢水终点碳含量控制在0.07～0.11%范围内，终点温度为1672～1695?。 出钢采用挡渣球挡渣，合金化和脱氧在钢包中进行。复合脱氧剂SiAlBa加入量每炉10～12 Kg，硅锰合金1032 Kg，硅铁125 Kg。钒铁在出钢后期加入，加入量为110 Kg。 3.4方坯连铸 460B方坯，采用全程保护浇注。浇注温度为1524～1566?，拉坯速度1.75～2.60 min。 3.5线材轧制 460B采用150×150?方坯，经蓄热步进梁式加热炉加热。方坯出炉后，进行高压水除鳞，并由28架（单线）高速线材轧制机组，轧制成直径8～16?线材。吐丝后，线材经斯太尔摩冷却线，采用标准型控 冷工艺冷却。460B钢筋轧制工艺参数见表4。 表4 460B轧制工艺参数 Table4 Technological parameters of the rolling proeess 风机冷却 方坯出炉温度开轧温度/? 进轧温度/? 吐丝温度/? /? 开启数量 风量/% 1050～1150 980～1050 820～860 800～860 4 100 - 2 - 4. 钢筋的化学成分、显微组织和力学性能 460B钢筋高速线材产品，共生产874批。生产过程中，对钢筋的化学成分、显微组织和力学性能进行 了检测和分析。 4.1化学成分 钢筋化学成分统计结果见表5。 由表5可以看出，钢筋的化学成分处于设计范围之内。其碳当量Ceq波动于0.31～0.47之间，表明钢筋具有良好的可焊性。 表5 460B钢筋化学成分/Wt.% Table5 The chemical composition of the bars/wt.% C Si Mn P S V Ceq 平均 0.21 0.51 1.05 0.025 0.023 0.117 0.39 最大 0.25 0.68 1.2 0.035 0.035 0.164 0.47 最小 0.15 0.4 0.86 0.011 0.01 0.1 0.31 4.2显微组织 金相分析表明，直径8 mm钢筋的显微组织是铁素体、珠光体和少量粒状贝氏体（图1），其余钢筋的组织均为铁素体和珠光体（图2～图4，表6）。由于采用相近的冷却制度，不同直径钢筋的铁素体晶粒直 径和珠光体含量也不同。比如钢筋直径由8?增加到16?，铁素体晶粒平均截距则由6.1μｍ增加到10.3μｍ；珠光体（或珠光体+贝氏体）含量由35.1%降低为23.7%。这种差异，主要是线材吐丝后，不同规格 钢筋在斯太尔摩冷却线上冷却速度不同造成的。其次是线材轧制过程中，因规格不同导致的奥氏体变形量 和再结晶行为差异的影响。 图1直径8?钢筋显微组织（SEM） 图2 直径10?钢筋显微组织（SEM） Fig.1 The microstructure of the bars(diameter of bar 8?)（SEM） Fig.2 The microstructure of the bars(diameter of bar 10?)（SEM） 图3 直径12?钢筋显微组织（SEM） 图4直径16?钢筋显微组织（SEM） Fig.3 The microstructure of the bars(diameter of bar 12?)（SEM） Fig.4 The microstructure of the bars(diameter of bar 16?)（SEM） - 1 - 表6 460B钢筋显微组织 Table 6 The microstructure of the bars 显微组织含量/% 铁素体晶粒平均截公称直径/mm 距/μｍ 铁素体 珠光体 贝氏体 8 64.9 29.5 5.6 6.1 10 66.8 33.2 0 7.5 12 71.7 28.3 0 9.2 16 76.3 23.7 0 10.3 4.3力学性能 表7给出了不同规格钢筋力学性能统计结果.可以看出，其屈服强度波动范围为465～640MPa，强屈比 波动于1.26～1.41之间，断后伸长率为16%～32%。钢筋的力学性能均符合BS4449标准要求。 另外，随着钢筋直径增加，屈服强度和抗拉强度不断降低，伸长率略有下降。力学性能的上述变化， 与钢筋显微组织变化的影响规律是吻合的。 4.4弯曲性能 弯曲性能，除了进行常规弯曲试验以外，还进行了反向弯曲试验。反向弯曲试验，弯心直径ｄ＝5ａ； 弯曲角度，正向弯曲45?，试样加热到100?，并至少保持30分钟后，反向弯曲23?。钢筋受弯曲部位 表面不得产生裂纹和不规则弯曲变形。 460B钢筋的冷弯及反向弯曲性能均达标准要求，表明钢筋具有良好的弯曲成形性。 表7 钢筋的力学性能 Table 7 The mechanical property of Hot-rolled ribbed bars 公称直径/? 批数 力学性能 平均值 最大值 最小值 屈服强度/ MP 531 605 480 抗拉强度/MPa 691 780 620 φ8 233 伸长率/ % 25 32 19 强屈比 1.30 1.41 1.26 屈服强度/MPa 532 610 485 抗拉强度/MPa 693 760 640 φ10 330 伸长率/% 21 30 16 强屈比 1.30 1.40 1.26 屈服强度/MPa 508 590 475 抗拉强度/MPa 660 770 575 φ12 218 伸长率/% 21 30 17 强屈比 1.29 1.36 1.27 屈服强度/MPa 485 540 465 抗拉强度/MPa 627 680 595 φ16 93 伸长率/% 20 25 18 强屈比 1.29 1.39 1.28 从上述试验结果，可以得出以下结论： ? 20MnSiV带肋钢筋的力学性能、弯曲性能均达到了BS4449中460B标准要求。 ?钢筋的碳当量Ceq波动于0.31～0.47之间。表明钢筋具有良好的可焊性。 ?在相近的轧后冷却制度下，钢筋的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率，随钢筋直径增加而降低。 ?钢筋直径由8?增加到16?，铁素体晶粒平均截距由6.1μｍ增至10.3μｍ，珠光体（或珠 - 2 - 光体+贝氏体）含量由35.1%降至23.7%。 参考文献： ［1］苏世怀等 我国建筑用钢筋、线材品种的优化.钢铁年会2007（5）-71 ［2］FrancscoToschi等 以最低成本生产符合国际标准的混凝土配筋用棒线材和棒材盘卷.钢铁 年会2007（1） ［3］Steel for the reinforcement of the concerete weldable reinforcing steel Bar coil and decoiled product spectification BS4449-2005 分享源源不断 - 2 -