一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法
2023-10-23 22:51:07
專利名稱：一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土用鋼材的加工方法，具體的說是一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法。
背景技術：
目前，國內外生產的預應力混凝土用鋼材已廣泛應用於建築領域，用於鋼筋混凝土結構工程中可提高混凝土的整體強度，減小裂紋開展。但國內外大部份預應力鋼材的伸長率僅在3 6%，強屈比僅在1. 05 1. 15之間。預應力鋼材的張拉值一般設計在70%的抗拉強度，當塑性和強屈比較小時，整體的鋼筋混凝土結構受外界力如地震水平力的衝擊作用下，預應力鋼材沒有安全儲備，將發生瞬間斷裂，造成整體混凝土結構倒塌等事故。在生產工藝中，現有的預應力鋼材均採用盤條或直條一酸洗磷化一連續拉拔一捻股一調質熱處理一收線一層卷一檢驗包裝入庫。該生產工藝必須設有酸洗磷化工序，即採用鹽酸或硫酸將盤條鋼絲表面的氧化鐵皮進行酸洗清除，然後進入磷化池磷化，以便於連續拉拔生產。 這樣，現有工藝所產生的大量廢酸無法得到有效的治理，存在嚴重的環境汙染；而且連續拉拔均採用多臺大功率的拉絲機，也嚴重的浪費了有限的電能資源。因此，現有的預應力混凝土用鋼絞線的加工方法存在嚴重環境汙染、浪費電能和鋼材資源、生產成本較高等缺點，有待改進。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，具有安全係數高，強屈比高，塑性高，具有明顯的屈服平臺，成本低，環保的優點。本發明解決以上技術問題的技術方案是
一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，按以下步驟進行 ⑴由鋼廠按以下重量百分比的化學成份c :0. 10 0. 5%, Si 0. 3 1. 8%, Mn :0. 6 1. 9%, Nb 0. 02 0. 2%, V :0. 01 0. 1%，Ni :0. 01 0. 2%、Cr :0. 1 0. 5%、Ti :0. 015 0. 2%, B 0. 001 0. 005%中的一種或幾種微量合金元素，Fe 餘量，冶煉並軋成帶有或沒有螺紋的盤條或直條；
⑵將軋好的螺紋盤條或直條送入加熱爐加熱到850 1100°C，然後經冷卻裝置冷卻到600 690°C，在淬火器內用水或淬火液進行5 30秒淬火，再經過回火加熱爐加熱到 450 650°C回火；
⑶通過回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，最後進行檢驗入庫。由於現有技術中，需要連續拉拔，為了便於連續拉拔就必須要有之前的酸洗磷化工序，而本申請無需連續拉拔，先冶煉並軋成帶有或沒有螺紋的盤條或直條送入加熱爐加熱，因此無需酸洗磷化工序，不使用鹽酸或硫酸進行酸洗和磷化，具有環保的優點；本發明採用的在線連續空冷加淬火工藝技術，可使產保證了產品的質量要求及性能指標。
在鋼中添加「V」，通過碳化釩的析出氫陷阱，避免鋼中的氫向微觀界面(晶界等)處偏聚，使氫被固定在晶內一些缺陷處，改善該鋼材的耐延遲斷裂的性能；在鋼中添加「V」， 釩在鋼中固溶和析出的作用，是熱處理馬氏體鋼中的主要析出強化元素，但在該鋼種中屈服點表現不明顯，屈服點容易發生上下偏移；、在鋼中同時添加「Nb」和「V」，使得鋼材出現明顯的屈服平臺，使得鋼材在外力作用下有一個很好的緩衝帶，不至於斷裂，特別適用於地震中建築物的緩衝。本發明進一步限定的技術方案是
前述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，盤條或直條按重量百分比由以下化學成份組成c :0. 13%、Si :0. 58%,Mn :1. 8%、Nb :0. 025%、V :0. 02%、Cr :0. 3% 和 Fe 餘量。前述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，盤條或直條按重量百分比由以下化學成份組成:C :0. 23%、Si :1. 58%、Mn :0. 6%、Nb :0. 02%、V :0. 2%、Ni :0. 02%、Ti 0. 025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 餘量。前述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，盤條或直條按重量百分比由以下化學成份組成:C :0. 43%、Si :0. 6%、Mn :1. 2%、Nb :0. 2%、V :0. 01%、Ni :0. 02%、Ti 0. 025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 餘量。前述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，步驟⑵中，將軋好的螺紋盤條或直條經過前牽引傳動系統傳動依次送入加熱爐，然後經冷卻裝置後，送入淬火裝置，再經過回火加熱爐，再通過回火冷卻裝置，最後由後牽引傳動系統牽出；前後牽引傳動系統的頻率差在0. 5 1. 5HZ。設定頻率差使得產品在一定的張力條件下淬火回火，具有低鬆弛的優點；利用前後牽引之間張力差，使鋼材組織在熱處理過程中形成形變錯位，從而產生預應力的特性，即70%Rml000h鬆弛率小於等於2. 5%。前述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，步驟⑵中，在冷卻裝置中，通過高壓氣體或汽霧冷卻將盤條或直條冷卻到600 690°C。本發明的有益效果是(1)本發明不使用鹽酸或硫酸進行酸洗和磷化，具有環保的優點；(2)本發明採用的在線連續空冷加淬火工藝技術，可使產品的伸長率大於15%以上，強屈比大於1.21以上，具有伸長率高、強屈比高的優點；(3)本發明採用的在線連續空冷加淬火工藝技術，金相組織為由鐵素體、馬氏體、少量貝氏體組織組成，其中鐵素體均勻分布在馬氏體及貝氏體組織內；(5)本發明可通過由前後牽引傳動系統，前後牽引頻率差在0. 5 1. 5HZ，使得產品在一定的張力條件下淬火回火，具有低鬆弛的優點。
圖1為現有的鋼材屈服平臺曲線。圖2為本發明的鋼材屈服平臺曲線。
具體實施例方式實施例1
本實施例提供的一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，具體流程為 由鋼廠按化學成份 C 0. 13%,Si 0. 58%、Mn :1. 8%、Nb :0. 025%,V :0. 02%,Cr :0. 3%和 Fe 餘量，冶煉好並軋制好螺紋盤條或直條；
然後準備好校直機組、前牽引傳動系統、加熱爐、冷卻裝置、淬火裝置和回火加熱爐，並接通電源，在冷卻裝置上連接好壓縮空氣，淬火裝置的接通高壓水泵；
將螺紋盤條或直條運輸到後續加工場所，經過前牽引傳動系統傳動依次送入加熱爐加熱到850°C，然後經冷卻裝置通過高壓氣體或汽霧冷卻冷卻到690°C後，在淬火裝置內用水或淬火液進行為時7秒鐘淬火，再經過回火加熱爐加熱到620°C回火；
通過回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，由後牽引傳動系統牽出，前後牽引頻率差在 0. 5HZ，最後進行檢驗入庫。圖1為現有的鋼材屈服平臺曲線，圖2為本發明的鋼材屈服平臺曲線，其中縱坐標為力kN，橫坐標為時間S，由圖2可以看出鋼材出現明顯的屈服平臺。實施例2
本實施例提供的一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，具體流程為 由鋼廠按化學成份 C 0. 23%、Si 1. 58%、Mn :0. 6%、Nb :0. 02%、V :0. 2%、Ni :0. 02%、Ti 0. 025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045%和Fe 餘量，冶煉好並軋制好螺紋盤條或直條；
準備好校直機組、前牽引傳動系統、加熱爐、冷卻裝置、淬火裝置和回火加熱爐，並接通電源，在冷卻裝置上連接好壓縮空氣，淬火裝置的接通高壓水泵；
將螺紋盤條或直條運輸到後續加工場所，經過前牽引傳動系統傳動依次送入加熱爐加熱到960°C，然後經冷卻裝置通過高壓氣體或汽霧冷卻冷卻到630°C後，在淬火裝置內用水或淬火液進行為時15秒鐘淬火，再經過回火加熱爐加熱到560°C回火；
通過回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，由後牽引傳動系統牽出，前後牽引頻率差在 1.5HZ，最後進行檢驗入庫。圖1為現有的鋼材屈服平臺曲線，圖2為本發明的鋼材屈服平臺曲線，其中縱坐標為力kN，橫坐標為時間S，由圖2可以看出鋼材出現明顯的屈服平臺。實施例3
本實施例提供的一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，具體流程為 由鋼廠按化學成份 C 0. 43%、Si 0. 6%、Mn :1. 2%、Nb :0. 2%、V :0. 01%、Ni :0. 02%、Ti
0.025%、Cr 0. 3%、B :0. 0045%和Fe 餘量，冶煉好並軋制好螺紋盤條或直條；
準備好校直機組、前牽引傳動系統、加熱爐、冷卻裝置、淬火裝置和回火加熱爐，並接通電源，在冷卻裝置上連接好壓縮空氣，淬火裝置的接通高壓水泵；
將螺紋盤條或直條運輸到後續加工場所，經過前牽引傳動系統傳動依次送入加熱爐加熱到1100°C，然後經冷卻裝置通過高壓氣體或汽霧冷卻冷卻到6000°C後，在淬火裝置內用水或淬火液進行為時30秒鐘淬火，再經過回火加熱爐加熱到650°C回火；
通過回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，由後牽引傳動系統牽出，前後牽引頻率差在
1.OHZ，最後進行檢驗入庫。圖1為現有的鋼材屈服平臺曲線，圖2為本發明的鋼材屈服平臺曲線，其中縱坐標為力kN，橫坐標為時間S，由圖2可以看出鋼材出現明顯的屈服平臺。 除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。
權利要求
1.一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，其特徵在於按以下步驟進行⑴由鋼廠按以下重量百分比的化學成份 C 0. 10 0. 5%, Si 0. 3 1. 8%, Mn 0. 6 1. 9%, Nb :0. 02 0. 2%, V 0. 01 0. 1%，Ni 0. 01 0. 2%、Cr :0. 1 0. 5%、Ti :0. 015 0. 2%、B :0. 001 0. 005% 中的一種或幾種微量合金元素， Fe 餘量，冶煉並軋成帶有或沒有螺紋的盤條或直條；⑵將軋好的螺紋盤條或直條送入加熱爐加熱到850 1100°C，然後經冷卻裝置冷卻到600 690°C，在淬火器內用水或淬火液進行5 30秒淬火，再經過回火加熱爐加熱到 450 650°C回火；⑶通過回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，最後進行檢驗入庫。
2.如權利要求1所述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，其特徵在於所述盤條或直條按重量百分比由以下化學成份組成C :0. 13%, Si :0. 58%,Mn :1. 8%、Nb 0. 025%、V :0. 02%、Cr :0. 3% 和 Fe 餘量。
3.如權利要求1所述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，其特徵在於所述盤條或直條按重量百分比由以下化學成份組成c :0. 23%, Si :1. 58%,Mn :0. 6%、Nb 0. 02%、V :0. 2%、Ni 0. 02%、Ti :0. 025%、Cr :0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 餘量。
4.如權利要求1所述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，其特徵在於所述盤條或直條按重量百分比由以下化學成份組成C :0. 43%、Si :0. 6%、Mn :1. 2%、Nb 0. 2%、V 0. 01%、Ni 0. 02%、Ti :0. 025%、Cr :0. 3%、B :0. 0045% 和 Fe 餘量。
5.如權利要求1-4中任一權利要求所述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，其特徵在於所述步驟⑵中，將軋好的螺紋盤條或直條經過前牽引傳動系統傳動依次送入加熱爐，然後經冷卻裝置後，送入淬火裝置，再經過回火加熱爐，再通過回火冷卻裝置，最後由後牽引傳動系統牽出；所述前後牽引傳動系統的頻率差在0. 5 1. 5HZ。
6.如權利要求1-4中任一權利要求所述的高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，其特徵在於所述步驟⑵中，在冷卻裝置中，通過高壓氣體或汽霧冷卻將盤條或直條冷卻到600 690 0C ο
全文摘要
本發明涉及一種混凝土用鋼材的加工方法，是一種高強屈比高塑性預應力混凝土用鋼材的加工方法，先由鋼廠按化學成份C0.10～0.5%，Si0.3～1.8%，Mn0.6～1.9%，Nb0.02～0.2%，V0.01～0.1%，Ni0.01～0.2%、Cr0.1～0.5%、Ti0.015～0.2%、B0.001～0.005%中的一種或幾種微量合金元素，Fe餘量，冶煉並軋成帶有或沒有螺紋的盤條或直條；將軋好的螺紋盤條或直條送入加熱爐加熱到850～1100℃，然後經冷卻裝置冷卻到600～690℃，在淬火器內用水或淬火液進行5～30秒淬火，再經過回火加熱爐加熱到450～650℃回火；通過回火冷卻裝置冷卻處理到常溫，最後進行檢驗入庫。本發明不使用鹽酸或硫酸進行酸洗和磷化，具有環保的優點；可使產品具有伸長率高、具有明顯的屈服平臺，強屈比高的優點。
文檔編號C21D1/18GK102181798SQ20111008637
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者吳海洋, 姚聖法 申請人:江蘇國建新材料股份有限公司, 江蘇天舜金屬材料集團有限公司