一种抗震钢筋及其制备方法

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种抗震钢筋及其制备方法。

背景技术

普通抗震钢筋主要应用于常温环境下的土建领域，如它被广泛应用在小型房屋建筑上，桥梁、涵洞、隧道等大型建筑上，防洪、水坝、高速公路、铁路等公用设施上。但是普通抗震钢筋的低温冲击韧性差，不能适应北极地区最低温度达-70℃的服役环境，限制了其在低温环境中的应用。

目前提高抗震钢筋低温冲击韧性的方式是提高钢中Ni元素的含量，一般将钢中Ni元素含量由0.50％以下提高至0.69％左右，甚至更高，来提高低温冲击韧性，吨钢成本增加350～400元，该方法成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗震钢筋及其制备方法，本发明提供的抗震钢筋具有优异的低温冲击韧性，具有低成本和高安全的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抗震钢筋，以质量分数计，化学成分包括C 0.20～0.28％，Si0.40～0.70％，Mn 1.20～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V0.028～0.045％，RE 0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al 0.010～0.025％，余量为Fe。

优选地，化学成分包括C 0.20～0.25％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.30～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V0.028～0.035％，RE 0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al0.010～0.025％，余量为Fe。

优选地，化学成分包括C 0.21～0.25％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.20～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V0.028～0.040％，RE 0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al0.010～0.025％，余量为Fe。

优选地，化学成分包括C 0.23～0.28％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.20～1.50％，P≤0.035％，S≤0.005％，V0.028～0.045％，RE 0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al0.010～0.025％，余量为Fe。

优选地，所述RE为La和/或Ce。

优选地，所述抗震钢筋的组织包括铁素体和珠光体。

本发明提供了上述技术方案所述抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：

将原料进行转炉冶炼，得到钢水；

将所述钢水进行精炼处理，得到精炼钢水；

将所述精炼钢水进行连铸，在连铸结晶器喂入稀土丝，得到连铸坯；

将所述连铸坯依次进行加热和轧制，得到抗震钢筋。

优选地，所述稀土丝的喂丝速度如式1所示：

式I中，V喂表示稀土喂丝速度，m/min；V拉表示连铸机拉坯速度，m/min；M表示连铸坯单重，t/m；G表示吨钢稀土丝加入量，g/t；q表示稀土元素收得率，％；g表示稀土丝单重，g/m。

优选地，所述加热的温度为900～1200℃。

优选地，当所述抗震钢筋为直棒时，所述轧制包括依次进行的粗轧、中轧和终轧；所述粗轧的温度为1040～1070℃；所述中轧的温度为950～1100℃；所述终轧的温度为950～1050℃；

当所述抗震钢筋为盘螺时，所述轧制包括依次进行的粗轧、中轧、预精轧和精轧；所述粗轧的温度(开轧温度)为1040～1070℃；所述预精轧水冷后的温度(进精轧机温度)为900～950℃；所述精轧水冷后的温度(吐丝温度)为970～1030℃。

本发明提供了一种抗震钢筋，以质量分数计，化学成分包括C 0.20～0.28％，Si0.40～0.70％，Mn 1.20～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V 0.028～0.045％，RE 0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al 0.010～0.025％，余量为Fe。本发明采用稀土合金化设计思路，可以提高钢液洁净度，改性夹杂物，小幅度细化晶粒组织，从而获得低温冲击韧性更优良的新型抗震钢筋。本发明并没有添加Ni元素，提供的抗震钢筋具有低成本和高安全的特点。实施例结果表明，本申请提供的抗震钢筋的低温冲击韧性较普通抗震钢筋提高了40％以上，满足低温服役环境下金属材料的使用要求。

本发明采用不含Ni的成分体系额外添加稀土元素，提高钢筋的耐低温冲击韧性，吨钢成本增加20～30元，比采用提高Ni元素含量的方法成本低。

附图说明

图1为连铸结晶器稀土喂丝位置示意图；

图2为抗震钢筋冲击试样示意图，图2中数字的单位为mm；(a)为正视图，(b)为俯视图；

图3为HRB400E的室温冲击断口形貌图；

图4为HRB400E-RE3的室温冲击断口形貌图；

图5为HRB400E的-20℃冲击断口形貌图；

图6为HRB400E-RE3的-20℃冲击断口形貌图；

图7为HRB400E-RE1-Φ12螺纹钢横截面微观组织图；

图8为HRB400E-RE2-Φ12螺纹钢横截面微观组织图；

图9为HRB400E-RE3-Φ12螺纹钢横截面微观组织图；

图10为HRB400E-无稀土-Φ12螺纹钢横截面微观组织图；

图11为HRB400E-RE2直螺硬度图；

图12为HRB500ERE1的-40℃冲击断口形貌图；

图13为HRB500E的-40℃冲击断口形貌图；

图14为HRB500E的-60℃冲击断口形貌图；

图15为HRB500ERE1的-60℃冲击断口形貌图；

图16为-60℃冲击断口微观形貌图；图16的左侧为HRB500E，右侧为HRB500ERE1；

图17为Φ12mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图18为Φ14mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图19为Φ14mm普通螺纹钢横截面显微组织图；

图20为Φ16mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图21为Φ18mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图22为Φ20mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图23为Φ22mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图24为Φ25mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图25为Φ12mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图26为Φ14mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图27为Φ14mm，无RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图28为Φ16mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图29为Φ18mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图30为Φ20mm，无RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图31为Φ20mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图32为Φ22mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图33为Φ25mm，RE抗震钢筋夹杂物评级图；

图34为HRB600E的25℃冲击断口形貌图；

图35为HRB600ERE1的25℃冲击断口形貌图；

图36为HRB600E的-20℃冲击断口形貌图；

图37为HRB600ERE1的-20℃冲击断口形貌图；

图38为25℃冲击断口微观形貌图；(a)为HRB600E；(b)为HRB600ERE1；

图39为-20℃冲击断口微观形貌图；(a)为HRB600E；(b)为HRB600ERE1；

图40为Φ10mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图41为Φ10mm普通螺纹钢横截面显微组织图；

图42为Φ8mm稀土耐蚀螺纹钢横截面显微组织图；

图43为Φ8mm普通螺纹钢横截面显微组织图。

具体实施方式

本发明提供了一种抗震钢筋，以质量分数计，化学成分包括C 0.20～0.28％，Si0.40～0.70％，Mn 1.20～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V 0.028～0.045％，RE 0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al 0.010～0.025％，余量为Fe。

在本发明中，所述抗震钢筋优选为HRB400ERE，以质量分数计，化学成分优选包括C0.20～0.25％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.30～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V 0.028～0.035％，RE0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al 0.010～0.025％，余量为Fe。

在本发明中，所述抗震钢筋优选为HRB500ERE，以质量分数计，化学成分优选包括C0.21～0.25％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.20～1.55％，P≤0.035％，S≤0.005％，V 0.028～0.040％，RE0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al 0.010～0.025％，余量为Fe。

在本发明中，所述抗震钢筋优选为HRB600ERE，以质量分数计，化学成分优选包括C0.23～0.28％，Si 0.40～0.70％，Mn 1.20～1.50％，P≤0.035％，S≤0.005％，V 0.028～0.045％，RE0.015～0.021％，Cr≤0.20％，Cu≤0.10％，Al 0.010～0.025％，余量为Fe。

在本发明中，所述RE优选为La和/或Ce。在本发明中，当所述RE为La和Ce时，所述La和Ce的质量比优选为52～69：99～136；所述RE优选为La+Ce稀土金属丝包芯线。

在本发明中，以质量分数计，所述抗震钢筋的化学成分优选还包括O≤0.0040％。在本发明中，当所述抗震钢筋为HRB400ERE时，所述抗震钢筋的O含量优选≤0.0030％；当所述抗震钢筋为HRB500ERE时，所述抗震钢筋的O含量优选≤0.0035％；当所述抗震钢筋为HRB600ERE时，所述抗震钢筋的O含量优选≤0.0040％。

在本发明中，所述RE与O+S的质量比值优选≥2.0。

本发明还提供了上述技术方案所述抗震钢筋的制备方法，包括以下步骤：

将原料进行转炉冶炼，得到钢水；

将所述钢水进行精炼处理，得到精炼钢水；

将所述精炼钢水进行连铸，在连铸结晶器喂入稀土丝，得到连铸坯；

将所述连铸坯依次进行加热和轧制，得到抗震钢筋。

本发明将原料进行转炉冶炼，得到钢水。在本发明中，所述原料优选包括废钢、铁水和石灰。在本发明中，所述废钢优选使用切头切尾、切废、内部缺陷的废钢；所述废钢中不采用含硫废钢。在本发明中，所述铁水的温度优选为1300～1360℃，带渣量优选＜50mm。在本发明中，所述石灰在厂内放置时间优选不超过48h，且存储环境干燥。

在本发明中，所述原料优选还包括转炉渣料。在本发明中，所述转炉渣料优选包括石灰和白云石；所述转炉渣料优选分批次加入。

在本发明中，所述转炉冶炼的出钢温度优选≥1620℃，出钢量优选为133～135吨，出钢时间优选≥4min，自由空间优选≥400mm。在本发明中，所述转炉冶炼严禁大炉口下渣。

在本发明中，所述转炉冶炼后进行出钢时，大包脱氧剂及合金加入顺序优选为钢芯铝→合金→渣料；所述钢芯铝在出钢1/4后开始加入，加入量为1.5kg/吨钢；所述合金在出钢1/3后加入，不允许出钢前包底加合金；所述渣料优选为石灰，加入量优选为400kg。

本发明通过所述转炉冶炼，实现较好的脱硫、脱氧效果。

得到钢水后，本发明将所述钢水进行精炼处理(LF)，得到精炼钢水。在本发明中，所述钢水入LF工位的钢液温度优选≥1500℃。在本发明中，所述精炼处理的加热方式优选为给电加热，钢液温度优选≥1550℃。在本发明中，所述精炼处理过程中采用氩气控制；所述氩气的流量优选为200～400NL/min。

在本发明中，所述精炼处理采用的渣料优选包括石灰、合成渣和萤石；在所述精炼处理的初期优选添加石灰200kg、合成渣400kg，萤石0～100kg；在所述精炼处理的中期优选添加0～100kg石灰、0～100kg萤石进行调渣；严禁后期补加渣料。在本发明中，所述精炼处理采用的脱氧剂优选为碳化硅和电石，精炼处理过程禁止采用硅铁粉扩散脱氧。

在本发明中，所述精炼处理的渣系目标成分优选为：CaO 50～55wt％，SiO

本发明优选在渣变白后，使用碳化硅多批次、少批量进行调渣；所述碳化硅的用量优选为1.0～1.8kg/t；白渣保持时间优选≥25min。在本发明中，所述多批次优选≥3次；所述少批量优选为5～8kg/次。

本发明优选在所述精炼处理过程中，根据抗震钢筋的成分对钢水进行微调，微调钢水成分后，加热大气量搅拌600～800min，加入碳粉或合金进行成分调整后保证至少35min的纯精炼时间。

本发明优选在所述精炼处理后，依次进行软吹和吊包，得到精炼钢水。在本发明中，所述软吹在搅拌条件下进行；所述软吹的时间优选≥15min；所述软吹过程中，氩气的流量标准优选为：主吹流量50～100NL/min，辅吹流量50～100NL/min。本发明通过软吹使渣面蠕动，钢液无裸漏。

在本发明中，所述吊包过程中，第一包吊包温度优选为液相线+(80±5)℃；连浇包吊包温度优选为液相线+(65±5)℃。在本发明中，所述液相线的温度优选为1505℃。

得到精炼钢水后，本发明将所述精炼钢水进行连铸，在连铸结晶器喂入稀土丝，得到连铸坯。在本发明中，所述连铸优选为多炉连浇，开浇炉的温度优选为30～50℃；连浇炉的温度优选为15～30℃。本发明在所述连铸过程中优选不使用电磁搅拌。

在本发明中，所述连铸的过热度优选为15～30℃。在本发明中，所述连铸的拉速优选为2.5～3.0m/min，更优选为2.8m/min。

本发明优选在连铸安装带喂速实时显示、自动送线的稀土喂丝机装置。在本发明中，所述稀土丝的喂入位置优选在流道的1/4处且靠近连铸结晶器水口的位置，如图1所示。

在本发明中，所述稀土丝的喂丝速度优选如式1所示：

式I中，V喂表示稀土喂丝速度，m/min；V拉表示连铸机拉坯速度，m/min；M表示连铸坯单重，t/m；G表示吨钢稀土丝加入量，g/t；q表示稀土元素收得率，％；g表示稀土丝单重，g/m。

本发明采用式I所示关系匹配钢坯拉速、喂丝速度，确保喂丝正常及稀土均匀性。在本发明中，所述喂丝速度更优选为4.0m/min。

在本发明中，所述连铸过程优选全程使用大包包盖密封、长水口氩封、中包包盖密封的保护浇铸措施，使用自动加渣装置；使用液面自动控制系统：液面波动±3mm。

在本发明中，所述连铸坯优选为方型断面铸坯。

得到连铸坯后，本发明将所述连铸坯依次进行加热和轧制，得到抗震钢筋。在本发明中，所述加热的温度优选为900～1200℃。在本发明中，所述加热包括依次进行的预热段、加热段和均热段。在本发明中，所述预热段的温度优选为950±50℃；所述预热段的时间优选为30min。在本发明中，所述加热段的温度优选为1180±20℃；所述加热段的时间优选为30min。在本发明中，所述均热段的温度优选为1180±20℃；所述均热段的时间优选为30min。

在本发明中，当所述抗震钢筋为直棒时，所述轧制优选包括依次进行的粗轧、中轧和终轧；所述粗轧的温度优选为1040～1070℃；所述中轧的温度优选为950～1100℃；所述终轧的温度优选为950～1050℃。本发明优选在所述粗轧、中轧和终轧后，分别进行水冷，以控制轧制温度。

在本发明中，当所述抗震钢筋为盘螺时，所述轧制优选包括依次进行的粗轧、中轧、预精轧和精轧。在本发明中，所述粗轧的温度(开轧温度)优选为1040～1070℃；所述预精轧水冷后的温度(进精轧机温度)优选为900～950℃；所述精轧水冷后的温度(吐丝温度)优选为970～1030℃。本发明优选在所述粗轧、中轧、预精轧和精轧后，分别进行水冷，以控制轧制温度。

本发明控制上述轧制温度，能够抑制魏氏组织产生。

本发明优选在所述轧制后，进行冷却，得到抗震钢筋。在本发明中，所述冷却的方式优选为冷床冷却或风冷线冷却。

在本发明中，所述抗震钢筋的组织优选包括铁素体和珠光体；所述抗震钢筋的晶粒度优选≥9级。在本发明中，所述抗震钢筋的抗拉强度(R

在本发明的具体实施例中，所述抗震钢筋的产品要求如表1所示。

表1抗震钢筋的产品要求

在本发明的具体实施例中，所述抗震钢筋的钢筋包装、标识及质量证明书符合GB/T 2101的规定；成品存放按照钢种、规格有序放置，垛位信息标识清晰；成品倒运、运输必须严格遵守国家及地方有关规定，不得出现超载现象；钢筋在吊运、装车、运输中应做好防护，避免擦伤、划伤钢筋，避免产生弯头，影响使用。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1和对比例1

步骤一：炼钢工序转炉(120t)冶炼钢水经精炼(LF)后，正确匹配连铸的钢坯拉速(具体为2.31～3.00m/min)、喂丝速度(具体为3.52～3.76m/min)，在连铸结晶器的固定位置喂入一定量的稀土丝，严格控制RE/(O+S)≥2.0，工业制备加稀土(RE+LF)与不加稀土(LF)的抗震钢筋用钢坯，钢坯的组分和重量百分比按如下标准控制：

C：0.20～0.25％，Si：0.40～0.70％，Mn：1.30～1.55％，P：0.00～0.035％，S：0.00～0.005％，V：0.028～0.035％，RE：0.015～0.021％，Cr：0.00～0.20％，Cu：0.00～0.10％，Al：0.010～0.025％，[O]：0.00～0.0030％，余量为Fe。

本实施例制备的含稀土HRB400ERE抗震钢筋的化学成分(质量分数，％)如表2所示。

步骤二：对步骤一表2中制备的含稀土(HRB400E-RE1、HRB400E-RE2、HRB400E-RE3)与不含稀土(HRB400E)抗震钢筋用钢坯进行后处理，在轧钢工序加热炉加热、粗轧、中轧和终轧；其中，加热炉加热后的出炉温度为1100～1150℃；粗轧温度为1040～1070℃、中轧温度为950～1100℃、终轧温度为950～1050℃，上冷床温度为915～930℃。最后，对终轧后的轧材修剪后得到直径Φ12mm的HRB400ERE直条钢筋。

表2HRB400ERE直螺的化学成分(质量分数，％)

步骤三：将步骤二中制备的直条抗震钢筋加工成原始直径的V型缺口试样(简称DVN，Direct V-notched)进行测试，如图2所示，缺口深度为2mm，开口角度为45°。

步骤四：将步骤三中制得的V型缺口试样，使用飞天系列金属摆锤冲击试验机在室温、-20℃、-40℃下进行冲击试验，每个试验温度下测试5个试样，取平均值作为冲击功测试，试验结果如表3所示。

表3HRB400ERE直螺的冲击吸收功(Φ12mm)

从表3中可以看出，在室温、-20℃、-40℃下，稀土螺纹钢HRB400ERE的冲击吸收功均有提高，其中-20℃下的冲击功提高近50％。说明本发明制备的抗震钢筋较普通抗震钢筋的低温冲击韧性良好。

利用MAS600宏观影像仪及ZEISS SIGMA300扫描电子显微镜(SEM)观察冲击断口微观形貌，如图3～6所示。

从图3～6中可以看出，HRB400E样品较HRB400E-RE3的宏观断裂面平整。SEM分析表明，所有断裂试样均为解理断口，为脆性断裂。

同时，又将直径Φ12mm的HRB400ERE钢筋进行金相、晶粒度、硬度、夹杂物分析，如图7～11、表4～5所示。

本发明制备的新型抗震钢筋的光学微观金相组织如图7～9所示，不含稀土的抗震钢筋的光学微观金相组织如图10所示。结果显示，加稀土与不加稀土抗震钢筋微观金相组织均为铁素体+珠光体组织。总体而言，样品芯部珠光体含量明显高于边部和1/2半径处，且芯部珠光体团相对粗大。

本发明制备的新型抗震钢筋的晶粒度如表4所示。结果显示，加稀土与不加稀土抗震钢筋晶粒度分别为11.0级、10.5级，添加稀土后小幅度细化了晶粒度。

表4新型抗震钢筋HRB400ERE晶粒度

本发明制备的新型抗震钢筋HRB400E-RE2的硬度如图11所示。结果显示，抗震钢筋添加稀土后不同规格由于组织均匀性不同，导致横断面硬度均匀性存在差异。使用维氏硬度计测试加稀土样品的横截面硬度，试验载荷为100N。Φ28mm样品的硬度范围为210～250HV，Φ12mm样品的硬度范围为200～230HV。可以看出，由于Φ28mm样品组织不均匀，硬度波动相对较大，而Φ12mm样品组织相对均匀，硬度波动相对较小。

本发明制备的新型抗震钢筋的夹杂物如表5所示。结果显示，抗震钢筋添加稀土后A类粗系夹杂物等级有所降低，得到一定改善。

表5新型抗震钢筋HRB400ERE夹杂物评级

稀土合金化对抗震钢筋的微观组织无明显影响，满足抗震钢筋的质量要求；添加稀土明显改善冲击韧性，室温、-20℃和-40℃试验温度下，稀土螺纹钢HRB400ERE的冲击吸收功均有提高，其中-20℃下的冲击功提高近50％。

实施例2和对比例2

步骤一：炼钢工序转炉(85t)冶炼钢水经精炼(LF)后，正确匹配连铸的钢坯拉速(具体为2.60～3.20m/min)、喂丝速度(具体为3.22～3.80m/min)，在连铸结晶器的固定位置喂入一定量的稀土丝，严格控制RE/(O+S)≥2.0，工业制备加稀土(RE+LF)与不加稀土(LF)的抗震钢筋用钢坯，钢坯的组分和重量百分比按如下标准控制：

C：0.21～0.25％，Si：0.40～0.70％，Mn：1.20～1.55％，P：0.00～0.035％，S：0.00～0.005％，V：0.028～0.040％，RE：0.015～0.021％，Cr：0.00～0.20％，Cu：0.00～0.10％，Al：0.010～0.025％，[O]：0.00～0.0035％，余量为Fe。

本发明制备的含稀土HRB500ERE抗震钢筋的化学成分(质量分数，％)如表6示。

步骤二：对步骤一表6中制备的含稀土(RE+LF)与不含稀土(LF)抗震钢筋用钢坯进行后处理，在轧钢工序加热炉加热、粗轧、中轧和终轧；其中，加热炉加热后的出炉温度为1100～1150℃；粗轧温度为1040～1070℃、中轧温度为950～1100℃、终轧温度为950～1050℃，上冷床温度为915～930℃。最后，对终轧后的轧材修剪后得到直径Φ12、Φ14、Φ16、Φ18、Φ20、Φ22、Φ25mm的HRB500ERE直条钢筋。

表6HRB500ERE直螺的化学成分(质量分数，％)

步骤三：将步骤二中制备的直条抗震钢筋加工成原始直径的V型缺口试样(简称DVN，Direct V-notched)进行测试，如下图2所示，缺口深度为2mm，开口角度为45°。

步骤四：将步骤三中制得的V型缺口试样，使用飞天系列金属摆锤冲击试验机在室温、-40℃、-60℃下进行冲击试验，每个试验温度下测试5个试样，取平均值作为冲击功测试，试验结果如表7所示。

表7HRB500ERE直螺的冲击吸收功(Φ14mm)

从表7中可以看出，在室温下，HRB500E和HRB500ERE1样品均无法冲断；在-40℃时，HRB500E可以冲断，平均冲击功为73J，但HRB500ERE1样品无法冲断；在-60℃下，HRB500E平均冲击功为37J，HRB500ERE1平均冲击功为108J，对比可知，稀土合金化后的抗震钢筋在-60℃的低温冲击功提高192％，翻近三倍。

利用MAS600宏观影像仪及ZEISS SIGMA300扫描电子显微镜(SEM)观察冲击断口微观形貌，如附图12～16所示。

从图12～16中看出，HRB500E样品的宏观断裂面较为平整。SEM分析表明，所有断裂试样均为解理断口，为脆性断裂。

同时，又将直径Φ12、Φ14、Φ16、Φ18、Φ20、Φ22、Φ25mm的HRB500ERE1钢筋进行金相、晶粒度、夹杂物分析，如图17～33和表8～9所示。

本发明制备的新型抗震钢筋的光学微观金相组织如图17～24所示。结果显示，加稀土与不加稀土抗震钢筋微观金相组织均为铁素体+珠光体组织，不同规格的螺纹钢也均为铁素体+珠光体组织。总体而言，芯部和1/2半径处的显微组织差异不大；带状等级均2～3级；由于终轧温度相对较高，Φ16～Φ25mm的珠光体团的尺寸比Φ12和Φ14mm的粗大。

利用截线法对铁素体进行晶粒度评定，本发明制备的新型抗震钢筋的晶粒度如表8所示。可见不同工艺下的平均晶粒度均不小于10.5级，其中高棒线生产的Φ14mm可达到12级，并且，同规格比较，加稀土较不加稀土的晶粒度小幅度细化。

表8新型抗震钢筋HRB500ERE1晶粒度

本发明制备的新型抗震钢筋的夹杂物如表9所示。HRB500ERE直螺夹杂物评级图如图25～33所示。

结果显示，抗震钢筋添加和不添加稀土夹杂物无明显区别，均以A类和C类为主。

表9新型抗震钢筋HRB500ERE1夹杂物评级

稀土合金化对抗震钢筋的微观组织无明显影响，满足抗震钢筋的质量要求；添加稀土明显改善冲击韧性，室温、-40℃和-60℃试验温度下，稀土螺纹钢HRB500ERE的冲击吸收功均有提高，其中-40℃下的冲击功提高近50％。

实施例3和对比例3

步骤一：炼钢工序转炉(85t)冶炼钢水经精炼(LF)后，正确匹配连铸的钢坯拉速(具体为2.60～3.20m/min)、喂丝速度(具体为3.22～3.80m/min)，在连铸结晶器的固定位置合理喂入一定量的稀土丝，严格控制RE/(O+S)≥2.0，工业制备加稀土(RE+LF)与不加稀土(LF)的抗震钢筋用钢坯，钢坯的组分和重量百分比按如下标准控制：

C：0.23～0.28％，Si：0.40～0.70％，Mn：1.20～1.55％，P：0.00～0.035％，S：0.00～0.005％，V：0.028～0.045％，RE：0.015～0.021％，Cr：0.00～0.20％，Cu：0.00～0.10％，Al：0.010～0.025％，[O]：0.00～0.0040％，余量为Fe。

本发明制备的含稀土HRB600ERE抗震钢筋的化学成分(质量分数，％)如表10所示。

步骤二：对步骤一表10中制备的含稀土(RE+LF)与不含稀土(LF)抗震钢筋用钢坯进行后处理，在轧钢工序加热炉加热、粗轧、中轧、预精轧和精轧；其中，加热炉加热后的出炉温度为1100～1150℃；粗轧温度为1040～1070℃、中轧温度为950～1100℃、预精轧温度900～1950℃，吐丝温度为970～1030℃。最后，对终轧后的轧材修剪后得到直径Φ10、Φ8mm的HRB600E盘条钢筋。

表10HRB600ERE盘螺的化学成分(质量分数，％)

步骤三：将步骤二中制备的盘条抗震钢筋加工成原始直径的V型缺口试样(简称DVN，Direct V-notched)进行测试，如图2所示，缺口深度为2mm，开口角度为45°。

步骤四：将步骤三中制得的V型缺口试样，使用飞天系列金属摆锤冲击试验机在25℃、-20℃下进行冲击试验，每个试验温度下测试5个试样，取平均值作为冲击功测试，试验结果如表11所示。

表11HRB600ERE1盘螺的冲击吸收功(Φ10mm)

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从表11中可以看出，在室温下，HRB600E韧性更好，HRB600E冲击功比HRB600ERE1高19％，HRB600E样品断口表面凹凸不平，SEM下观察到大量韧窝，呈现明显韧性断裂特征，HRB600ERE1断口表面较平整，韧性区为主，脆性区为辅；在-20℃下，HRB600ERE1韧性更好，HRB600ERE1平均冲击功(67J)比HRB600E平均冲击功(37J)高81％，两种螺纹钢样品断口表面均以韧性区为主，但HRB600ERE1断口表面存在面积更大的韧性区。

利用MAS600宏观影像仪及ZEISS SIGMA300扫描电子显微镜(SEM)观察冲击断口微观形貌，如图34～39所示。

同时，又将直径Φ10、Φ8mmHRB600ERE1钢筋进行金相分析，如图40～43所示。结果显示，加稀土与不加稀土抗震钢筋微观金相组织均为铁素体+珠光体组织，不同规格的螺纹钢也均为铁素体+珠光体组织。总体而言，芯部珠光体含量明显高于1/2半径处，芯部珠光体团更加粗大。

稀土合金化对抗震钢筋的微观组织无明显影响，满足抗震钢筋的质量要求；添加稀土明显改善冲击韧性，在-20℃下，HRB600ERE1韧性更好，HRB600ERE1平均冲击功(67J)比HRB600E平均冲击功(37J)高81％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。