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摘 要：通过对HRB500E抗震钢筋的化学成分的设计，制定合理的轧制工艺，新钢成功开发出HRB500E抗震鋼筋，钢筋的质量和力学性能达到国标要求。
关键词：HRB500E;抗震钢筋;化学成分;开发
1、前言
新钢棒材生产线于2013年9月正式投产，轧线采用全连轧高架式布置热轧生产线，全线由18架短应力轧机组成，采用平立交替方式，年产设计达100万t/年。
随着建筑工业迅速发展，地震多发区的建筑物、桥梁、铁路、大型建筑物等工程结构对钢筋的力学性能要求越来越高，尤其汶川地震后，提高建筑物的抗震性能问题已经引起政府和企业的高度重视，而提高钢筋的抗震性能关键是提高钢的强度和综合力学性能。为了适应钢铁行业的发展以及市场需求，新钢采用微合金技术成功开发出HRB500E抗震钢筋，为公司品种增效发挥积极作用。
2、HRB500E抗震钢筋国标技术要求
2.1钢的牌号及化学成分和碳当量（熔炼分析）应符合表1的规定，根据需要，钢中还可以加入V、Nb、Ti等元素。
表1 化学成分和碳当量表（熔炼成分）
2.2钢筋的力学性能特征值应符合表2的规定。表2各力学性能特征值，可作为交货检验的最小值保证。
表2 力学性能特征值表
2.3抗震钢筋的特殊要求：
a）钢筋的试测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25
b）钢筋的实测屈服强度与表2规定的屈服强度特征值之比不大于1.3
c）钢筋最大力下总伸长Agt不小于9%。
3、生产工艺流程的制定
3.1 工艺路线
试制在100t顶底复吹氧气转炉上进行。采用如下工艺路线;顶底复吹转炉→钢包底吹氩→LF精炼→方坯（160mm×160mm）→高棒全连轧制
3.2内控化学成分设计
3.2.1为了保证钢筋力学性能要求，在严格控制钢中碳、锰、硅、磷、硫等元素上限的前提下，保证钢筋的良好综合性能和焊接性能，对碳、锰、硅强化元素作了适当的调整，并结合新钢现有的装配水平不采用微合金化，HRB500E钢筋很能达到力学性能要求，所以新钢采用以钒为主微合金工艺生产HRB500E，满足了钢筋热轧状态交货要求。
3.2.2各元素对钢筋力学性能的影响
从钢的强化机理来看，碳、硅、锰元素在钢种的强化作用主要都为固溶强化，固溶强化效果虽然还低于沉淀强化的效果，但是固溶强化对抗拉强度提高较大，从钢中的组织上看在亚共析钢中碳、硅、锰元素的提高皆有利于提高珠光体的转变，而硅元素对珠光体形成基本无影响，珠光体有着良好的综合性能，从而能大幅度提高钢筋的抗拉强度。因此固溶强化和珠光体强化都能够提高钢筋的屈强比，但是要从钢的塑性和焊接性能方面考虑，碳当量应控制在合理的范围内。
钒在钢种可以起到固溶强化、析出强化和细晶强化作用，但在钢种氮元素含量较少的情况下，钒主要固溶在钢中，只有少部分钒形成碳氮化物析出，而且钒的回收率稳定、可预测，正常在加热温度（1150℃-1250℃）足以使钒处于溶解状态，对沉淀强化的贡献大，钒的碳化物主要以相间沉淀强化析出，在α相区内析出量不多，并与α相保持共格关系，相间析出物程点带状分布，每条点带近似平行，析出物以相界为析出源，点带间距随冷却速度的增加而减少。钒可使沉淀相体积分数增加，沉淀相的密度增加和间距减少，从而提高钢的综合力学性能。
3.2.3综合以上分析，为了保证各规格钢筋力学性能稳定，对不同规格分别制定不同的轧制工艺及化学成分，并符合GB1499.2-2007要求规定的同时必须满足表3、表4相关要求。
3.2.4 结合HRB500轧制工艺及以上所制定的化学成分，对以上规格初步制定轧制工艺如下表5。
4、生产情况分析
4.1分别选3种规格抗震钢筋进行试轧，力学性能试轧结果见表6。
4.2试轧分析
（1）通过以上试轧实验结果可以看出，满足国标要求。
（2）力学性能和组织分析。通过对炼钢化学成分的调整及合理制定轧制工艺，在试轧过程中这3种规格钢筋全部一次性合格，力学性能指标达到内控标准，并且波动范围相对窄，这样为我们在今后批量生产提供有利的保证。而且钢筋的金相组织检测全部为铁素体加珠光体，晶粒度为10.5级。
5、结束语
通过钒合金化及合理控制各关键温度点，成功开发出500E抗震钢筋，各项力学性能指标均已达到国标要求，标志新钢螺纹钢生产水平再上升新台阶，这不仅为抗震钢筋取证奠定基础，同时为公司今后创造更多的效益。
参考文献
[1] 强十涌、乔德庸、李曼云主编，高速轧机线材生产，北京：冶金工业出版社.2009
[2] 相瑜才、孙维连主编，工程材料及机械制造基础，北京：机械出版社.2008
作者简介：周利娇（1985-），男，助理工程师，2010年毕业于南昌航空大学材料成型及控制工程专业，助理工程师。
关键词：HRB500E;抗震钢筋;化学成分;开发
1、前言
新钢棒材生产线于2013年9月正式投产，轧线采用全连轧高架式布置热轧生产线，全线由18架短应力轧机组成，采用平立交替方式，年产设计达100万t/年。
随着建筑工业迅速发展，地震多发区的建筑物、桥梁、铁路、大型建筑物等工程结构对钢筋的力学性能要求越来越高，尤其汶川地震后，提高建筑物的抗震性能问题已经引起政府和企业的高度重视，而提高钢筋的抗震性能关键是提高钢的强度和综合力学性能。为了适应钢铁行业的发展以及市场需求，新钢采用微合金技术成功开发出HRB500E抗震钢筋，为公司品种增效发挥积极作用。
2、HRB500E抗震钢筋国标技术要求
2.1钢的牌号及化学成分和碳当量（熔炼分析）应符合表1的规定，根据需要，钢中还可以加入V、Nb、Ti等元素。
表1 化学成分和碳当量表（熔炼成分）
2.2钢筋的力学性能特征值应符合表2的规定。表2各力学性能特征值，可作为交货检验的最小值保证。
表2 力学性能特征值表
2.3抗震钢筋的特殊要求：
a）钢筋的试测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25
b）钢筋的实测屈服强度与表2规定的屈服强度特征值之比不大于1.3
c）钢筋最大力下总伸长Agt不小于9%。
3、生产工艺流程的制定
3.1 工艺路线
试制在100t顶底复吹氧气转炉上进行。采用如下工艺路线;顶底复吹转炉→钢包底吹氩→LF精炼→方坯（160mm×160mm）→高棒全连轧制
3.2内控化学成分设计
3.2.1为了保证钢筋力学性能要求，在严格控制钢中碳、锰、硅、磷、硫等元素上限的前提下，保证钢筋的良好综合性能和焊接性能，对碳、锰、硅强化元素作了适当的调整，并结合新钢现有的装配水平不采用微合金化，HRB500E钢筋很能达到力学性能要求，所以新钢采用以钒为主微合金工艺生产HRB500E，满足了钢筋热轧状态交货要求。
3.2.2各元素对钢筋力学性能的影响
从钢的强化机理来看，碳、硅、锰元素在钢种的强化作用主要都为固溶强化，固溶强化效果虽然还低于沉淀强化的效果，但是固溶强化对抗拉强度提高较大，从钢中的组织上看在亚共析钢中碳、硅、锰元素的提高皆有利于提高珠光体的转变，而硅元素对珠光体形成基本无影响，珠光体有着良好的综合性能，从而能大幅度提高钢筋的抗拉强度。因此固溶强化和珠光体强化都能够提高钢筋的屈强比，但是要从钢的塑性和焊接性能方面考虑，碳当量应控制在合理的范围内。
钒在钢种可以起到固溶强化、析出强化和细晶强化作用，但在钢种氮元素含量较少的情况下，钒主要固溶在钢中，只有少部分钒形成碳氮化物析出，而且钒的回收率稳定、可预测，正常在加热温度（1150℃-1250℃）足以使钒处于溶解状态，对沉淀强化的贡献大，钒的碳化物主要以相间沉淀强化析出，在α相区内析出量不多，并与α相保持共格关系，相间析出物程点带状分布，每条点带近似平行，析出物以相界为析出源，点带间距随冷却速度的增加而减少。钒可使沉淀相体积分数增加，沉淀相的密度增加和间距减少，从而提高钢的综合力学性能。
3.2.3综合以上分析，为了保证各规格钢筋力学性能稳定，对不同规格分别制定不同的轧制工艺及化学成分，并符合GB1499.2-2007要求规定的同时必须满足表3、表4相关要求。
3.2.4 结合HRB500轧制工艺及以上所制定的化学成分，对以上规格初步制定轧制工艺如下表5。
4、生产情况分析
4.1分别选3种规格抗震钢筋进行试轧，力学性能试轧结果见表6。
4.2试轧分析
（1）通过以上试轧实验结果可以看出，满足国标要求。
（2）力学性能和组织分析。通过对炼钢化学成分的调整及合理制定轧制工艺，在试轧过程中这3种规格钢筋全部一次性合格，力学性能指标达到内控标准，并且波动范围相对窄，这样为我们在今后批量生产提供有利的保证。而且钢筋的金相组织检测全部为铁素体加珠光体，晶粒度为10.5级。
5、结束语
通过钒合金化及合理控制各关键温度点，成功开发出500E抗震钢筋，各项力学性能指标均已达到国标要求，标志新钢螺纹钢生产水平再上升新台阶，这不仅为抗震钢筋取证奠定基础，同时为公司今后创造更多的效益。
参考文献
[1] 强十涌、乔德庸、李曼云主编，高速轧机线材生产，北京：冶金工业出版社.2009
[2] 相瑜才、孙维连主编，工程材料及机械制造基础，北京：机械出版社.2008
作者简介：周利娇（1985-），男，助理工程师，2010年毕业于南昌航空大学材料成型及控制工程专业，助理工程师。