一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產工藝的製作方法

2023-04-29 02:10:01 1

一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為：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%，複合稀土：0.15-0.30%，餘量為Fe；本發明還設計一種高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝流程如下冶煉得到鋼坯-軋制-冷卻處理-第二次軋制-熱處理及穩定化處理-氣體氮化處理-吐絲並打卷-打捆入庫。
【專利說明】—種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產工藝

【技術領域】
[0001]本發明屬於冶煉【技術領域】，涉及一種鋼棒及其生產工藝，具體的說是一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產工藝。

【背景技術】
[0002]我國的預應力鋼材生產起步於20世紀60年代初期，因受計劃經濟影響，到20世紀80年代末期才開始開發和引進該技術，由於當時國內生產的設備自動化程度相對較低、工序不連續，使得初期研製出的預應力鋼棒產品的生產效率很低、成本較高、難以形成規模化生產。隨著我國經濟建設和改革開放的不斷深入，「八五」期間，國內幾家企業與科研院所共同開發出了一種自動化程度較高的連續預應力鋼棒生產線，但由於控制系統的協調性以及設計的欠缺而難以達到預期效果。「九五」期間，我國對建築用鋼材的質量標準有了一定的認識，逐步引進預應力鋼材生產線。唐山鋼鐵公司於1994年引進了國內第一條PC鋼棒生產線，短短幾年間國內數家企業先後從國外引進了 10條預應力鋼棒生產線，力口上整修後的20餘條國內生產線，年產量達20餘萬噸。我國高速線材生產的快速發展，促進了預應力混凝土結構工程的設計、施工與用料的技術升級和更新換代。但形成了嚴重的供大於求的局面，使得預應力鋼材產品的銷售價格一路下滑，貨款回收周期延長，使得許多企業處於半停產或停產的局面。自1999年以來，由於南方沿海一帶經濟建設步伐的加快，建築行業迅猛發展，使預應力鋼材市場活躍了起來，使得原半停產或停產的生產線被重新啟動，而隨著PC鋼棒生產質量的不斷改進，以及國民對建築鋼材高性價比帶來的一系列好處的深入認識，其應用越來越普遍，產量也在穩步增長。廣東省建設廳在2000年出臺的文件規定，建造樓房所用管樁必須使用PC鋼棒。據統計，目前中國PC鋼棒生產能力已達100萬噸以上。
[0003]目前一般預應力混凝土用鋼棒的生產工藝為放線一剝殼除鏽一定型刻槽一校直一感應加熱一淬火一回火一冷卻一傳動一剪切分線一收線，工藝成本高，浪費鋼材，工序複雜操作不便且製造出來的鋼棒性能差、延性差、易斷裂等缺點，這些鋼棒應用到工程、建築物上，其滯後斷裂的敏感性呈現線性增加，風險性大，這對預應力混凝土用鋼棒產業而言將造成不可估量的質量隱患和巨大的經濟損失。


【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種高強度預應力混凝土用鋼棒及其生產工藝，該鋼棒強度高，延伸性好，抗滯後斷裂性強、易焊接、鐓鍛性能好等優點，同時其生產工藝簡單易操作、生產穩定效率高，節省鋼材節省成本。
[0005]本發明解決以上技術問題的技術方案是:
一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.15-0.30%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:5-8%，釓=8-10%, %:8-10%，鈰:15-20%，鐠:23-25%，釹:12-15%，鏑:11_14%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0006]本發明進一步限定的技術方案是:
前述高強度預應力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.20%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0007]前述高強度預應力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.15%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0008]前述高強度預應力混凝土用鋼棒中，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.30%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0009]本發明還設計了一種高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，具體生產工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經轉爐冶煉、精煉處理、連鑄後得到鋼坯，然後將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1000-1500°c，加熱後的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為15-18MPa，除鱗後鋼坯溫度為900_990°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗後的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在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)對步驟(2)中軋制後的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以3.5-4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500-550°C，然後空冷至350-450°C，再採用水冷以3.0-3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150-185°C，最後空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100oC，精軋溫度控制在950-980°C，軋制後弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經兩次軋制後的鋼坯進行熱處理並冷卻至室溫，對冷卻後的鋼坯進行穩定化處理加熱到800-850°C，保溫10-15min，隨後進行空冷或爐冷至室溫；
(6)對步驟(5)中經穩定化處理後的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置於氣體氮化爐中並向爐中通入NH3，將爐升溫至500-525°C，保持10_15h ；
(7)將經氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為750-790°C下吐絲形成盤卷狀並進行空冷，在空冷後進一步經集卷器打成捲筒狀； (8)將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫。
[0010]本發明進一步限定的技術方案是:
高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝中，步驟(5)中對鋼坯進行熱處理，具體操作步驟如下:
a退火:將鋼坯爐熱至780-820°C並保溫l_2h後停爐，爐冷卻至420_450°C，隨後打開爐門繼續緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火後的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C並保溫7_9h，然後直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經淬火後的鋼坯在室溫下再次入爐並爐熱至390-405 °C後保溫7-8h後出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280 0C，然後再緩慢冷卻到室溫。
[0011]高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝中，還包括在步驟(8)將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫前對捲筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒
本發明的有益效果是:
本發明調節了高強度預應力混凝土用鋼棒的組分改變組織狀態來強化原奧氏體晶界、阻止氫的吸入，降低氫的擴散係數等，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)為了確保回火時仍能達到所需求的強度，添加Mo、V等特殊碳化物析出元素；(5)添加Nb、V、Ti微合金化元素以細化晶粒；(6)添加Ni並通過軋制和熱處理過程使其富聚於鋼材表面，以降低氫的吸入量和擴散係數。
[0012]本發明高強度預應力混凝土用鋼棒的組分中還加入了 Ca成份複合成份中的Si，能增加斷裂時間，這是因為Ca具有控制夾雜物的作用，促使MnS向球狀CaS的轉變，降低了MnS的有害作用，強化了原奧氏體晶界的結合強度，從而使鋼棒的抗延遲斷裂性能提高。
[0013]本發明高強度預應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能與位錯形成強烈的相互作用，釘扎位錯，產生屈服平臺；其中:Cr，增加鋼的淬透性，顯著提高強度、硬度和耐磨性，也增加了鋼的耐蝕性和抗氧化能力；Ni，提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防鏽和耐熱能力；Nb，細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性，提高強度，也可防止晶間腐蝕現象。
[0014]本發明工藝步驟(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100°C，精軋溫度控制在950-980°C，軋制後弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫；兩次軋制結合弱冷的方式有效保證軋制後的鋼棒的晶粒度達到9級以上，軋制後的鋼棒快速加熱阻止奧氏體晶粒度的長大，保持細晶粒狀態，保證了後續熱處理後鋼棒的晶粒度達到11級以上，細晶化處理可迅速提高屈服強度和抗拉強度的同時保持超高塑性。
[0015]本發明工藝的步驟(3)中對鋼坯進行降溫處理時採用水冷與空冷結合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過回火後的冷卻控制，可以使碳化物充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量小於
0.5%，還可以使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，從而帶來了另一個技術指標的攬，獲得了意想不到的技術效果。
[0016]本發明在鋼棒製成後對產品進行逐個檢查，確保產品合格率，本發明的預應力混凝土用鋼棒強度高、延性好、抗滯後斷裂性強、易焊接、鐓鍛性能好等優點，同時其生產工藝簡單易操作、節省鋼材節省成本。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
本實施例提供一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.20%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0018]上述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，具體生產工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經轉爐冶煉、精煉處理、連鑄後得到鋼坯，然後將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1000°c，加熱後的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為18MPa，除鱗後鋼還溫度為900°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗後的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在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)對步驟(2)中軋制後的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至550°C，然後空冷至350°C，再採用水冷以3.2V /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150°C，最後空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1025°C，精軋溫度控制在950°C，軋制後弱冷至800°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經兩次軋制後的鋼坯進行熱處理並冷卻至室溫，對冷卻後的鋼坯進行穩定化處理加熱到850°C，保溫15min，隨後進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並保溫1.5h後停爐，爐冷卻至420_450°C，隨後打開爐門繼續緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火後的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C並保溫7_9h，然後直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經淬火後的鋼坯在室溫下再次入爐並爐熱至390-405°C後保溫7-8h後出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280°C，然後再緩慢冷卻到室溫；
(6)對步驟(5)中經穩定化處理後的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置於氣體氮化爐中並向爐中通入NH3，將爐升溫至500°C，保持13h ； (7)將經氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為750°C下吐絲形成盤卷狀並進行空冷，在空冷後進一步經集卷器打成捲筒狀；
(8)對捲筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫。
[0019]實施例2
本實施例提供一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.15%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0020]上述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，具體生產工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經轉爐冶煉、精煉處理、連鑄後得到鋼坯，然後將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1250°c，加熱後的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為17MPa，除鱗後鋼還溫度為990°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗後的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在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)對步驟(2)中軋制後的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以3.50C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500°C，然後空冷至450°C，再採用水冷以3.0°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至185°C，最後空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1100°C，精軋溫度控制在980°C，軋制後弱冷至750°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經兩次軋制後的鋼坯進行熱處理並冷卻至室溫，對冷卻後的鋼坯進行穩定化處理加熱到800°C，保溫lOmin，隨後進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並保溫2h後停爐，爐冷卻至420°C，隨後打開爐門繼續緩冷至250°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火後的鋼坯緩慢爐熱至910°C並保溫9h，然後直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經淬火後的鋼坯在室溫下再次入爐並爐熱至405°C後保溫7h後出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到280°C，然後再緩慢冷卻到室溫；
(6)對步驟(5)中經穩定化處理後的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置於氣體氮化爐中並向爐中通入NH3，將爐升溫至525°C，保持15h ；
(7)將經氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為790°C下吐絲形成盤卷狀並進行空冷，在空冷後進一步經集卷器打成捲筒狀；
(8)對捲筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫。
[0021]實施例3
本實施例提供一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.30%，餘量為 Fe ；
複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
[0022]上述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，具體生產工藝如下:
(1)將上述組分作為原料經轉爐冶煉、精煉處理、連鑄後得到鋼坯，然後將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1500°C，加熱後的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為15MPa，除鱗後鋼還溫度為950°C ；
(2)將步驟(I)中除鱗後的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在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)對步驟(2)中軋制後的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內部金相組織；
降溫冷卻處理工序具體為:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以3.80C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至525°C，然後空冷至380°C，再採用水冷以3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至175 °C，最後空冷至室溫；
(4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000°C，精軋溫度控制在970°C，軋制後弱冷至820°C，再自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中經兩次軋制後的鋼坯進行熱處理並冷卻至室溫，對冷卻後的鋼坯進行穩定化處理加熱到820°C，保溫13min，隨後進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並保溫Ih後停爐，爐冷卻至450°C，隨後打開爐門繼續緩冷至200°C出爐空冷至室溫；
b淬火:將步驟a中退火後的鋼坯緩慢爐熱至890°C並保溫7h，然後直接用水噴淋鋼坯快速降溫；
c回火:將經淬火後的鋼坯在室溫下再次入爐並爐熱至390°C後保溫7.5h後出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到250°C，然後再緩慢冷卻到室溫；
(6)對步驟(5)中經穩定化處理後的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置於氣體氮化爐中並向爐中通入NH3，將爐升溫至545°C，保持1h ；
(7)將經氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為760°C下吐絲形成盤卷狀並進行空冷，在空冷後進一步經集卷器打成捲筒狀；
(8)對捲筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒，將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫。
[0023]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】
1.一種高強度預應力混凝土用鋼棒，其特徵在於，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.15-0.30%，餘量為 Fe ； 所述複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:5-8%，釓:8-10%，釔:8-10%，鈰:15-20%，鐠:23-25%,釹:12-15%，鏑:11_14%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
2.根據權利要求1所述的高強度預應力混凝土用鋼棒，其特徵在於，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.20%,餘量為 Fe ； 所述複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:5%，釓:8%，釔:9%，鈰:20%，鐠:23%，釹:12%，鏑:14%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
3.根據權利要求1所述的高強度預應力混凝土用鋼棒，其特徵在於，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.15%,餘量為 Fe ； 所述複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:8%，釓:9%，釔:8%，鈰:18%，鐠:25%，釹:15%，鏑:11%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
4.根據權利要求1所述的高強度預應力混凝土用鋼棒，其特徵在於，其重量百分比化學成分為: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%,複合稀土:0.30%,餘量為 Fe ； 所述複合稀土的組分按質量百分比計為:欽:7%，釓:10%，釔:10%，鈰:15%，鐠:24%，釹:13%，鏑:13%，其餘為鑭，以上各組分之和為100%。
5.根據權利要求1-4中任一權利要求所述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，其特徵在於，具體生產工藝如下: (1)將上述組分作為原料經轉爐冶煉、精煉處理、連鑄後得到鋼坯，然後將鋼坯通過步進式加熱爐加熱至1000-1500°C，加熱後的鋼坯出爐進行高壓水除鱗，除鱗壓力設定為15-18MPa，除鱗後鋼坯溫度為900_990°C ； (2)將步驟(I)中除鱗後的鋼坯送入軋機軋制，鋼坯入爐預熱段溫度控制在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)對步驟(2)中軋制後的鋼坯進行降溫冷卻處理工序以控制其內部金相組織； 所述的降溫冷卻處理工序具體為:採用水冷與空冷結合，先採用水冷以3.5-4.(TC /s的冷卻速率將鋼坯水冷至500-550°C，然後空冷至350-450°C，再採用水冷以3.0-3.5°C /s的冷卻速率將鋼坯水冷至150-185°C，最後空冷至室溫； (4)將冷卻至室溫的鋼坯再次送入軋機進行第二次軋制，粗軋溫度控制在1000-1100°C，精軋溫度控制在950-980°C，軋制後弱冷至750_820°C，再自然冷卻至室溫； (5)將步驟(4)中經兩次軋制後的鋼坯進行熱處理並冷卻至室溫，對冷卻後的鋼坯進行穩定化處理加熱到800-850°C，保溫10-15min，隨後進行空冷或爐冷至室溫； (6)對步驟(5)中經穩定化處理後的鋼坯表面進行氣體氮化處理最終得到鋼棒，將鋼坯放置於氣體氮化爐中並向爐中通入NH3，將爐升溫至500-525°C，保持10_15h ； (7)將經氣體氮化處理的鋼棒送入吐絲機，在吐絲溫度為750-790°C下吐絲形成盤卷狀並進行空冷，在空冷後進一步經集卷器打成捲筒狀； (8)將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫。
6.根據權利要求1所述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，其特徵在於:所述步驟(5)中對鋼坯進行熱處理，具體操作步驟如下: a退火:將鋼坯爐熱至780-820°C並保溫l_2h後停爐，爐冷卻至420_450°C，隨後打開爐門繼續緩冷至190-250°C出爐空冷至室溫； b淬火:將步驟a中退火後的鋼坯緩慢爐熱至890-910°C並保溫7_9h，然後直接用水噴淋鋼坯快速降溫； c回火:將經淬火後的鋼坯在室溫下再次入爐並爐熱至390-405°C後保溫7-8h後出爐冷缺，在冷卻床上對鋼坯進行空氣冷卻，先以每秒4-6°C的冷卻速度將鋼坯冷卻到200-280 0C，然後再緩慢冷卻到室溫。
7.根據權利要求1所述高強度預應力混凝土用鋼棒的生產工藝，其特徵在於:還包括在步驟(8)將打成捲筒狀的鋼棒送入打捆機進行打捆並稱重，最後進入成品庫前對捲筒狀鋼棒進行逐個檢查，剔除有缺陷的鋼棒。
【文檔編號】C22C38/50GK104404380SQ201410621536
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】姚聖法, 吳海洋 申請人:江蘇天舜金屬材料集團有限公司