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微合金化配合轧后快速冷却对热轧带肋钢筋组织和性能的影响

作　者: 王爽
导　师: 吴迪
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 热轧带肋钢筋微合金化轧后快速冷却组织和性能
分类号: TG335
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

热轧带肋钢筋是现代工业中的重要钢材，主要应用于建筑行业。我国生产的热轧带肋钢筋在强度和韧性等机械性能方面与钢铁发达国家相比，还存在着较大的不足。为了满足市场需求，尽快与国际市场接轨，生产高强度钢筋就显得格外重要。由于传统的400MPa级热轧带肋钢筋生产工艺各有弊端，无法同时满足生产者和用户的要求，因此，非常需要研究出一种适用范围广、生产成本低、产品各项性能好的400MPa级热轧带肋钢筋的生产工艺。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室经过对多家热轧带肋钢筋生产厂的现场调研和深入分析，对钢筋轧后冷却工艺进行了改进。改进以后的生产工艺采用轧后快速冷却来调整钢筋上冷床的温度，并添加少量的钒或铌来提高钢筋的各项性能。本文针对以20MnSi为原料、采用微合金化配合轧后快速冷却工艺生产400MPa级热轧带肋钢筋，通过结合现场的生产数据，研究添加少量钒或铌，以及轧后快速冷却对热轧带肋钢筋组织和性能的影响。研究取得的成果如下： (1) 在20MnSi钢中加入少量合金元素钒或铌可以较大幅度的细化铁素体晶粒，显著提高钢筋的力学性能。在生产400MPa级热轧带肋钢筋时，配合轧后快速冷却工艺，可以减少钒或铌的添加量。 (2) 用20MnSi生产小规格335MPa级热轧带肋钢筋时，在保证碳当量不低于国家标准下限的情况下，通过适当调整轧后快速冷却工艺的冷却参数，可以降低Mn含量。生产出的钢筋性能依然符合国家标准。 (3) 钢筋上冷床温度是决定钢筋力学性能的主要因素。屈服强度和抗拉强度都随钢筋上冷床温度的升高而明显减小。伸长率和强屈比都随钢筋上冷床温度的升高而明显提高。钢筋上冷床温度可以通过改变轧后快速冷却的水参数，即水温、水压力和水流量进行调整。 (4) 添加少量合金元素钒或铌，配合轧后快速冷却可以生产出400MPa级热轧带肋钢筋。产品的各项性能满足国家标准。生产工艺对大部分规格的热轧带肋钢筋都适用。工艺参数易于调整。生产成本与传统生产工艺相比降低了很多。因此，采用改进以后的生产工艺具有很强的适用性，能够带来很大的经济效益。

全文目录

独创性声明  4
学位论文版权使用授权书  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-20
  1.1 400MPa级热轧带肋钢筋的生产现状和优势  10-12
    1.1.1 400MPa级热轧带肋钢筋的生产现状  10-11
    1.1.2 400MPa级热轧带肋钢筋的优势  11-12
  1.2 传统的钢筋控制冷却工艺  12-14
    1.2.1 钢筋轧后控制冷却的冷却机理及其特点  12-13
    1.2.2 钢筋轧后控制冷却的方法  13-14
  1.3 400MPa级热轧带肋钢筋的传统生产工艺  14-20
    1.3.1 低温轧制  15-16
    1.3.2 微合金化  16-18
    1.3.3 轧后余热处理  18-20
第2章研究意义及研究内容  20-23
  2.1 研究意义  20
  2.2 研究内容  20-21
  2.3 冷却工艺的改进  21-23
第3章化学成分对钢筋力学性能的影响  23-41
  3.1 国家标准规定的钢筋化学成分和力学性能  23
  3.2 化学成分对钢筋性能的影响分析  23-24
  3.3 加入合金元素对钢筋性能的影响  24-26
    3.3.1 钒对钢筋性能的影响  24-25
    3.3.2 铌对钢筋性能的影响  25-26
  3.4 合金元素加入量的优化  26-29
    3.4.1 钒加入量的优化  27-28
    3.4.2 铌加入量的优化  28-29
  3.5 加钒钢筋与加铌钢筋的性能对比  29-32
  3.6 加入合金元素在钢筋生产中出现的问题  32-39
    3.6.1 加钒钢筋抗拉强度偏低  32-36
    3.6.2 加铌钢筋伸长率偏低  36-39
  3.7 小规格钢筋利用轧后快速冷却进行降锰试验生产  39-40
  3.8 本章小节  40-41
第4章轧后快速冷却对钢筋力学性能的影响  41-56
  4.1 轧后快速冷却对钢筋边部向芯部组织的影响  41-43
  4.2 轧后快速冷却钢筋上冷床的温度参数  43-48
  4.3 轧后快速冷却和轧后空冷钢筋的比较  48-52
  4.4 水温  52-53
  4.5 水流量和水压力  53-54
  4.6 轧后快速冷却设备的调节  54-55
  4.7 本章小节  55-56
第5章结论  56-57
参考文献  57-59
致谢  59

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