天．ｉ聋 幺管
６００ ＭＰａ级钒氮微合金化热轧高性能钢筋的研制
李成军
（济钢集团有限公司，济南２５０１０１）
［摘要】介绍了济钢钒氮微合金化ＨＲＢ６００钢筋的生产实践。通过转炉冶炼、炉外精炼和全连续轧机进行了工业试制，应 用光谱分析仪、显微镜、拉伸试验机、多功能焊机等设备对试制钢筋的成分、组织、性能，特别是钢筋的时效性、焊接工艺性能、 疲劳性能进行了分析。结果证明，采用钒氮微合金化工艺试制的产品的屈服强度达到６７０ ＭＰａ、抗拉强度达到８００ ＭＰａ，断后伸 长率达到１９％以上，钢筋具有在５００万次高周疲劳应力下未发生断裂的疲劳性能，时效试验表明产品性能稳定，并且适用于多 种焊接和机械连接方式，满足行业标准的要求，其生产工艺具有一定的经济优势。 【关键词１钢筋ＨＲＢ６００钒氮微合金化焊接性能
１ 引言 目前，世界主要工业国家正在逐步淘汰强度小于
４００ ＭＰａ级水平的钢筋。如美国多采用屈服强度在
４００ ＭＰａ以上的钢筋，欧盟等国基本上采用５００ ＭＰａ 钢筋，并正在开展６００ ＭＰａ级甚至更高级别钢筋的开
发，而我国在２０１０年钢筋的产销量为１．３６亿吨，其中
ＨＲＢ４００高强度钢筋的应用比例为３８％，ＨＲＢ５００ 钢筋的应用比例不到２％ｌｌ】。２０１１年，工信部与建
设部等相关部门建立了联合推进高强度钢筋应用 的机制，搭建起了推进高强钢筋应用的平台。随着 以保证产品普遍应用的要求。成分的设计参照国家标
准ＧＢ１４９９．２—２００７，钢中的五大元素和碳当量仍沿用 标准ＧＢ １４９９．２—２００７中ＨＲＢ５００钢筋的要求，设计
的成分见表１。通过钢中增氮和轧制工艺的优化，充 分发挥了钒在钢中沉淀强化和细晶强化的作用，保证
了钢的机械性能和焊接性能。 表１成分设计 ，％
机制的运行，相信高强钢筋的生产与应用会得到快速 的发展，大大改善当前建筑用产品品种结构，为实现资
源节约型、环境友好型企业提供有力的支撑。 微合金化技术起源于２０世纪６０年代，单一或复
合铌、钒、钛在微合金化设计、工艺配合、应用等方面积
累了丰富的经验和实践，被誉为２Ｏ世纪钢铁工业最突 出的物理冶金成就之一。微量铌、钒、钛等元素被誉为
钢中的维生素，可显著改善钢的强度与韧性等综合性
能圜。其中钒微合金化的作用主要体现在：（１）通过在钢 中增氮，会使钒在钢中的存在形式由固溶态为主转变 为钒的碳氮化物的析出态，增强淀强化作用；（２）析出
的氮化钒可以起到铁素体相变中形核核心的作用，增
跺加形核质点，诱导铁素体析出，从而细化晶粒尺寸四。 婶 本文通过在合金元素中加入微量ｖ，并在钢中增
§氮，新开发了６００ ＭＰａ级高强度钢筋，并对其微观察
组织与性能进行了研究。
２成分和工艺设计 ２．１成分设计 成分设计主要考虑两个方面，一是较高的屈服强
度和抗拉强度的要求，二是钢筋要有良好的焊接性， ２．２工艺设计 ＨＲＢ６００钢筋的生产工艺流程为：４５ ｔ转炉冶
炼一脱氧合金化一ＬＦ精炼一ＣＣＭ方坯连铸一剪切一
检验一计量一加热一轧制一冷床冷却一定尺剪切一 检验一包装一计量一入库。 用４５ ｔ转炉进行窄成分控制冶炼，内控范围满足
表１要求。转炉冶炼终点碳控制在０．０８％以上，控制钢
水的氧化性，终点温度控制在１ ６２０～１ ６８０℃；加热温 度控制为１ １００～１ ２００℃，从而既保证了微合金元素的 充分固溶，又兼顾了防止奥氏体晶粒的粗化，终轧温度
在９５０℃以下，充分发挥了第二相粒子的析出作用。
３试验结果分析 ３．１拉伸试验
用１００ ｔ或２００ ｔ液压微机伺服万能试验机对开
发的４个规格的钢筋进行了拉伸试验。结果显示：钢 筋的屈服强度在６４５ ６８５ ＭＰａ，抗拉强度在７８５～８１０
ＭＰａ，断后伸长率为１８％～２５％，各指标满足ＨＲＢ６００
钢筋的技术要求（即屈服强度不小于６００ ＭＰａ、抗拉
强度不小于７３０ ＭＰａ、断后伸长率不小于１５％）。钢筋 的力学性能结果见表２。 《 》’ ｒ；ｓ ０ ０ ＊∥ ＃ ≯ 船 ＃抛＃ ００ ０ ＃ 勰 嬲 辑 嬲 …～ ‘ ； ≮ 一８一 ＜产品开发与生产工艺研究）
