一种韩标SD400盘螺钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种韩标SD400盘螺钢及其生产方法。

背景技术

热轧盘螺属于热轧钢筋的一种，同是也是一种线材系列产品，通常用作钢筋混凝土及预应力混凝土结构的配筋，以提高结构的强度和抗变形能力，作为工程结构的主要材料之一，被广泛用于工业与民用建筑、铁道、桥梁、公路、水电、港口等行业。与直螺钢筋相比，盘螺可以根据需求进行截取，无需进行特定长度的轧制，因此用途更加广泛。对于钢筋来讲不同的地域、不同的国家，有着不同的产品标准，韩标带肋钢筋包含SD400、SD500、SD600、SD700等牌号。韩标SD400盘螺的执行标准是KSD3504:2021，标准中对SD400盘螺的成分仅规定了Si、P、S含量，其余成分并没有公开和限定，无形中增加了SD400盘螺钢的设计难度。此外，目前所生产的400MPa级韩标钢筋，仅是高强度直螺钢筋，若以现有技术改进制备盘螺钢，存在盘螺钢的盘螺屈服点不明显、屈服强度指标波动达到60MPa以上、抗拉强度指标波动达到40MPa以上，性能不合格等一系列问题。

发明内容

针对现有盘螺屈服点不明显、屈服强度指标波动达到60MPa以上、抗拉强度指标波动达到40MPa等问题，本发明提供一种韩标SD400盘螺钢。

以及，本发明还提供一种韩标SD400盘螺钢的生产方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.26％～0.30％，Si:0.40％～0.60％，Mn:0.50％～0.75％，P≤0.035％，S≤0.035％，V:0.010％～0.025％，N:0.006％～0.012％，其余为Fe和不可避免的杂质。

相对于现有技术，本申请提供的韩标SD400盘螺钢，具有以下优势：

本申请通过添加C元素，因C在奥氏体中的溶解度很大，而在铁素体中的却很小，能减慢奥氏体中原子的扩散速度，延长奥氏体转变前的孕育期，减慢转变速度，从而增加了奥氏体的稳定性；通过添加Si元素，能有效提高钢的屈强比和抗疲劳性能；Mn在钢中溶解于铁素体和渗碳体中，起到固溶强化作用，提高过冷奥氏体的稳定性，但含量过高使过冷奥氏体等温转变中珠光体转变部分显著右移，使钢经奥氏体化后再连续冷却时即可获得贝氏体组织，易造成屈服点不明显等缺点，因此Mn不能过高；钢中加入V、N元素形成和析出了大量细小弥散的碳氮化物析出相，对奥氏体晶界起钉扎作用，阻碍奥氏体晶界的迁移，阻止了奥氏体晶粒长大，进一步增加了奥氏体稳定性，使钢的强度明显提高。

本申请通过设计各元素的添加量，有效地提高了盘螺的抗拉强度、韧性和屈服强度，进而得到抗拉强度和屈服强度等技术指标均符合要求的低成本韩标SD400盘螺，其中屈服强度达到487MPa，抗拉强度达到664MPa，强度比达到1.39，断裂伸长率A％为20.8％～22.4％，晶粒度达到12.5，且产品具有性能波动小、屈服点明显等优点。

可选的，所述SD400盘螺钢的晶粒度≥11.5。

进一步地，本发明还提供上述韩标SD400盘螺钢的生产方法，所述生产方法包括炼钢、转炉冶炼、方坯浇铸、加热、高压水除鳞、粗轧、精轧、吐丝、冷却和卷曲工序，得所述韩标SD400盘螺钢。

本发明对上述炼钢、转炉冶炼、方坯浇铸、高压水除鳞等工序没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的技术方案即可。

可选的，上述冷却工序中，吐丝后以10～12℃/s的速度强冷至240℃～340℃进行集卷。

通过优选的吐丝后的快速冷却工艺，避免了盘螺组织中出现混晶组织如贝氏体或马氏体等，使奥氏体充分转化为铁素体和珠光体，同时使得铁素体晶粒显著细化，使得晶粒度达到了11.5级以上，进而提高盘螺钢的强韧性。

可选的，所述加热工序中温度为950℃～990℃。

通过优选的加热温度，能够使V、碳氮化物回溶，从而在后续冷却过程中再次析出，对奥氏体晶界起钉扎作用，阻碍奥氏体晶界的迁移，进一步增加奥氏体的稳定性，进而显著保证盘螺钢的力学性能波动小，屈服点明显。

可选的，所述粗轧开始的温度为930℃～970℃。

可选的，所述精轧开始的温度为820℃～860℃。

通过优选的粗轧和精轧的温度，使得V、N元素在低温铁素本基体、晶界及位错线上，形成和析出了大量的细小弥散的V(CN)，促进了晶内铁素体的形成和晶粒细化，晶粒细化使钢的强度提高同时韧脆转折温度下降，仍保持较好的塑韧性。

可选的，所述吐丝的温度为830℃～870℃。

可选的，所述粗轧和精轧工序中，轧制后还包括穿水冷却工序。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的韩标SD400盘螺钢得热轧态拉伸曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例提供一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.26％，Si:0.40％，Mn:0.50％，P:0.032％，S:0.025％，V:0.010％，N:0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述韩标SD400盘螺钢的生产方法：

转炉冶炼过程加入硅锰合金、硅铁合金、氮化钒铁合金化，连铸浇注成规格为165mm×165mm的连铸钢坯；

将上述钢坯放入加热炉中加热至950℃后出炉，再经高压水除鳞；

再将上述钢坯进行粗轧，粗轧开始的温度为930℃，轧件经穿水冷却至820℃开始精轧；精轧后经穿水冷却至830℃开始吐丝；吐丝后以11.8℃/S的速度强冷至240℃进行集卷、包装入库，得所述韩标SD400盘螺钢。

实施例2

本发明实施例提供一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.27％，Si:0.43％，Mn:0.56％，P:0.022％，S:0.019％，V:0.014％，N:0.007％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述韩标SD400盘螺钢的生产方法：

转炉冶炼过程加入硅锰合金、硅铁合金、氮化钒铁合金化，连铸浇注成规格为165mm×165mm的连铸钢坯；

将上述钢坯放入加热炉中加热至966℃后出炉，再经高压水除鳞；

再将上述钢坯进行粗轧，粗轧开始的温度为943℃，轧件经穿水冷却至827℃开始精轧；精轧后经穿水冷却至841℃开始吐丝；吐丝后以11.4℃/S的速度强冷至267℃进行集卷、包装入库，得所述韩标SD400盘螺钢。

实施例3

本发明实施例提供一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.28％，Si:0.46％，Mn:0.62％，P:0.030％，S:0.027％，V:0.017％，N:0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述韩标SD400盘螺钢的生产方法：

转炉冶炼过程加入硅锰合金、硅铁合金、氮化钒铁合金化，连铸浇注成规格为165mm×165mm的连铸钢坯；

将上述钢坯放入加热炉中加热至973℃后出炉，再经高压水除鳞；

再将上述钢坯进行粗轧，粗轧开始的温度为949℃，轧件经穿水冷却至835℃开始精轧；精轧后经穿水冷却至852℃开始吐丝；吐丝后以11.2℃/S的速度强冷至283℃进行集卷、包装入库，得所述韩标SD400盘螺钢。

实施例4

本发明实施例提供一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.29％，Si:0.50％，Mn:0.69％，P:0.025％，S:0.024％，V:0.021％，N:0.0093％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述韩标SD400盘螺钢的生产方法：

转炉冶炼过程加入硅锰合金、硅铁合金、氮化钒铁合金化，连铸浇注成规格为165mm×165mm的连铸钢坯；

将上述钢坯放入加热炉中加热至978℃后出炉，再经高压水除鳞；

再将上述钢坯进行粗轧，粗轧开始的温度为958℃，轧件经穿水冷却至848℃开始精轧；精轧后经穿水冷却至858℃开始吐丝；吐丝后以10.8℃/S的速度强冷至297℃进行集卷、包装入库，得所述韩标SD400盘螺钢。

实施例5

本发明实施例提供一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.27％，Si:0.55％，Mn:0.72％，P:0.022％，S:0.026％，V:0.023％，N:0.0105％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述韩标SD400盘螺钢的生产方法：

转炉冶炼过程加入硅锰合金、硅铁合金、氮化钒铁合金化，连铸浇注成规格为165mm×165mm的连铸钢坯；

将上述钢坯放入加热炉中加热至984℃后出炉，再经高压水除鳞；

再将上述钢坯进行粗轧，粗轧开始的温度为963℃，轧件经穿水冷却至854℃开始精轧；精轧后经穿水冷却至863℃开始吐丝；吐丝后以10.4℃/S的速度强冷至321℃进行集卷、包装入库，得所述韩标SD400盘螺钢。

实施例6

本发明实施例提供一种韩标SD400盘螺钢，按照重量百分比计，包括以下成分：C:0.30％，Si:0.60％，Mn:0.75％，P:0.028％，S:0.032％，V:0.025％，N:0.0120％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述韩标SD400盘螺钢的生产方法：

转炉冶炼过程加入硅锰合金、硅铁合金、氮化钒铁合金化，连铸浇注成规格为165mm×165mm的连铸钢坯；

将上述钢坯放入加热炉中加热至989℃后出炉，再经高压水除鳞；

再将上述钢坯进行粗轧，粗轧开始的温度为970℃，轧件经穿水冷却至859℃开始精轧；精轧后经穿水冷却至870℃开始吐丝；吐丝后以10.0℃/S的速度强冷至338℃进行集卷、包装入库，得所述韩标SD400盘螺钢。

为了更好的说明本发明实施例提供的韩标SD400盘螺钢的特性，下面将实施例1～6制备的韩标SD400盘螺钢进行性能检测。

将实施例1制备的韩标SD400盘螺钢进行屈服强度检测，其热轧态拉伸曲线如图1所示。从图1中可以看出，本申请提供的韩标SD400盘螺钢的屈服点明显。

实施例2～6制备的韩标SD400盘螺钢的热轧态拉伸曲线基本与实施例1一致，其屈服点均非常明显。

将韩标SD400盘螺钢的热轧态的检测结果列表如下所示。

表1

从表1中可以看出，本申请制备的韩标SD400盘螺钢的抗拉强度、屈服强度、强屈比、弯曲性能等性能指标均满足KS D3504:2021标准要求。

将实施例1～5制备的韩标SD400盘螺钢的热轧态的屈服强度和抗拉强度范围列表如下，从表2中可以看出，本申请制备的韩标SD400盘螺钢的屈服强度的波动范围仅为16MPa～30MPa，抗拉强度的波动范围仅为14MPa～28MPa，由此可知，本申请制备的韩标SD400盘螺钢性能稳定。

表2

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。