一種抗拉pc鋼棒及其熱處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為：C：0.68-0.83%，Si：1.32-1.65%，Mn：0.21-0.28%，Cr：0.30-0.60%，Mo：0.05-0.075%，V：0.05-0.3%，Nb：0.007-0.013%，復(fù)合稀土：1.10～1.35%，P、S含量不大于0.02%，Cu小于0.15%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)化學(xué)成分的調(diào)整和熱處理工藝的改進(jìn)，可使得鋼棒的力學(xué)性能達(dá)到屈服強(qiáng)度大于1900MPa，抗拉強(qiáng)度大于2200MPa，最大力總伸長(zhǎng)率大于2.5%，心部到表面的硬度均在60HRC以上，并具有焊接性好、熱處理工藝簡(jiǎn)單、易于大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種抗拉PC鋼棒及其熱處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低碳合金鋼及其熱處理工藝，具體的說(shuō)是一種抗拉PC鋼棒及其熱處理方法，屬于金屬冶煉及其熱處理工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒簡(jiǎn)稱(chēng)PC鋼棒，是由日本高周波熱煉株式會(huì)社于20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)含量很高的預(yù)應(yīng)力鋼材，由于它具有高強(qiáng)度韌性、低松弛性、與混凝土握裹力強(qiáng)，良好的可焊接性、鐓鍛性、節(jié)省材料等特點(diǎn)，在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)的與應(yīng)力或凝土離心管樁、電桿、高架橋墩、鐵路軌枕等預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有國(guó)標(biāo)GB/T5223.3-2005，對(duì)PC棒的材料成份未作明確規(guī)定，只列出當(dāng)前能達(dá)到的力學(xué)性能，包括最大抗拉強(qiáng)度為1570MPa，屈服強(qiáng)度最大為1420MPa，最大力總伸長(zhǎng)率大于3.5%，斷后伸長(zhǎng)率大于7.0%以及100h下最低松弛值為2.0 (初始應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度的70%時(shí))。由此可知，優(yōu)化成份和改進(jìn)工藝還能使PC棒的力學(xué)性能再上一個(gè)臺(tái)階。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種抗拉PC鋼棒及其熱處理方法，通過(guò)調(diào)整化學(xué)成分，改進(jìn)熱處理工藝參數(shù)使得生產(chǎn)的PC鋼棒力學(xué)性能顯著。
[0005]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:0.68-0.83%, S1:1.32-1.65%, Mn:0.21-0.28%, Cr:0.30-0.60%, Mo:
0.05-0.075%, V:0.05-0.3%, Nb:0.007-0.013%，復(fù)合稀土:1.10 ?1.35%, P、S 含量不大于
0.02%，Cu小于0.15%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步限定技術(shù)方案，前述的抗拉PC鋼棒，所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:12 ?16%，Sc:11 ?13%，Gd:2 ?5%，Sm:1 ?3%，Dy:1 ?2%，Pr:15?23%，余量為L(zhǎng)a。
[0007]前述的抗拉PC鋼棒，所述鋼棒的顯微組織為體積分?jǐn)?shù)大于96%的回火馬氏體組織。
[0008]前述的抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:C:0.68%，Si:
1.32%, Mn:0.21%, Cr:0.30%, Mo:0.05%, V:0.05%, Nb:0.007%,復(fù)合稀土:1.10%, P、S 含量小于0.015%, Cu小于0.10%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)；
所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:12%, Sc:11%, Gd:2%，Sm:1%，Dy:1%, Pr: 15%，余量為 La。
[0009]前述的抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:C:0.73%，Si:1.45%, Mn:0.25%, Cr:0.46%, Mo:0.065%, V:0.093%, Nb:0.0085%,復(fù)合稀土: 1.25%, P、S 含量不大于0.02%，Cu小于0.15%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)；
所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:14%, Sc:12%, Gd:3%，Sm:2%，Dy:2%, Pr: 18%，余量為 La。
[0010]前述的抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:C:0.83%，Si:1.65%, Mn:0.28%, Cr:0.60%, Mo:0.075%, V:0.3%, Nb:0.013%,復(fù)合稀土:1.35%, P、S 含量不大于0.01%，Cu小于0.12%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)；
所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:16%, Sc:13%, Gd:5%，Sm: 3%，Dy:2%, Pr:23%，余量為 La。
[0011]一種用于抗拉PC鋼棒的熱處理方法，包括以下步驟:
⑴將鋼棒經(jīng)感應(yīng)加熱到1100-1250°c，使得鋼棒完全奧氏體化后，立即水淬冷卻以獲得全馬氏體組織，
⑵鋼棒水淬完成后，在180-250°C的溫度下進(jìn)行低溫回火處理，最終獲得顯微組織為回火馬氏體的產(chǎn)物。
[0012]前述的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，所述回火工序中，先在230_250°C的溫度下保溫4-6min，然后將溫度保持在180-20(TC，維持15_20min，最后空冷至室溫；所述水淬冷卻速度為8-10°C /s。
[0013]本發(fā)明通過(guò)對(duì)化學(xué)成分的調(diào)整和熱處理工藝的改進(jìn)，可使得鋼棒的力學(xué)性能達(dá)到屈服強(qiáng)度大于1900MPa，抗拉強(qiáng)度大于2200MPa，最大力總伸長(zhǎng)率大于2.5%，心部到表面的硬度均在60HRC以上，并具有焊接性好、熱處理工藝簡(jiǎn)單、易于大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。這種經(jīng)熱處理后的高強(qiáng)度高韌性鋼棒可取代現(xiàn)國(guó)標(biāo)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒》所列的最高1570MPa級(jí)別的鋼棒，用于高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土離心管樁、電桿、高架橋墩、鐵路軌枕等預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:0.68%, Si:1.32%, Mn:0.21%, Cr:0.30%, Mo:0.05%, V:0.05%, Nb:0.007%,復(fù)合稀土:1.10%,P、S含量小于0.015%, Cu小于0.10%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)；
所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:12%, Sc:11%, Gd:2%，Sm:1%，Dy:1%, Pr: 15%，余量為 La。
[0015]本實(shí)施例的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，包括以下步驟:
⑴將鋼棒經(jīng)感應(yīng)加熱到1150°C，使得鋼棒完全奧氏體化后，立即水淬冷卻以獲得全馬氏體組織，
⑵鋼棒水淬完成后，在180-250°C的溫度下進(jìn)行低溫回火處理，回火工序中，先在230°C的溫度下保溫6min，然后將溫度保持在180°C，維持20min，最后空冷至室溫；所述水淬冷卻速度為10°C /s，最終獲得顯微組織為回火馬氏體的產(chǎn)物。
[0016]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:
0.73%, Si:1.45%, Mn:0.25%, Cr:0.46%, Mo:0.065%, V:0.093%, Nb:0.0085%,復(fù)合稀土:
1.25%，P、S含量不大于0.02%, Cu小于0.15%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)；
所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:14%, Sc:12%, Gd:3%，Sm:2%，Dy:2%, Pr: 18%，余量為 La。
[0017]本實(shí)施例的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，包括以下步驟: ⑴將鋼棒經(jīng)感應(yīng)加熱到1100°c，使得鋼棒完全奧氏體化后，立即水淬冷卻以獲得全馬氏體組織，
⑵鋼棒水淬完成后，在180-250°c的溫度下進(jìn)行低溫回火處理，回火工序中，先在240°C的溫度下保溫5min，然后將溫度保持在190°C，維持18min，最后空冷至室溫；所述水淬冷卻速度為10°C /s，最終獲得顯微組織為回火馬氏體的產(chǎn)物。
[0018]實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種抗拉PC鋼棒，所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:0.83%, Si:1.65%, Mn:0.28%, Cr:0.60%, Mo:0.075%, V:0.3%, Nb:0.013%,復(fù)合稀土:1.35%,P、S含量不大于0.01%，Cu小于0.12%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)；
所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:16%, Sc:13%, Gd:5%，Sm: 3%，Dy:2%, Pr:23%，余量為 La。
[0019]本實(shí)施例的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，包括以下步驟:
⑴將鋼棒經(jīng)感應(yīng)加熱到1250°C，使得鋼棒完全奧氏體化后，立即水淬冷卻以獲得全馬氏體組織，
⑵鋼棒水淬完成后，在180-250°C的溫度下進(jìn)行低溫回火處理，回火工序中，先在250°C的溫度下保溫6min，然后將溫度保持在20(TC，維持15min，最后空冷至室溫；所述水淬冷卻速度為10°C /s，最終獲得顯微組織為回火馬氏體的產(chǎn)物。
[0020]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種抗拉PC鋼棒，其特征在于所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:0.68-0.83%, Si:1.32-1.65%, Mn:0.21-0.28%, Cr:0.30-0.60%, Mo:0.05-0.075%, V:0.05-0.3%, Nb:0.007-0.013%,復(fù)合稀土:1.10 ?1.35%, P、S 含量不大于 0.02%, Cu 小于0.15%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉PC鋼棒，其特征在于:所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:12 ?16%，Sc:11 ?13%，Gd:2 ?5%，Sm:1 ?3%，Dy:1 ?2%，Pr:15 ?23%，余量為L(zhǎng)a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉PC鋼棒，其特征在于:所述鋼棒的顯微組織為體積分?jǐn)?shù)大于96%的回火馬氏體組織。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉PC鋼棒，其特征在于:所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:C:0.68%, Si:1.32%, Mn:0.21%, Cr:0.30%, Mo:0.05%, V:0.05%, Nb:0.007%,復(fù)合稀土:1.10%, P、S含量小于0.015%, Cu小于0.10%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)； 所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:12%, Sc:11%, Gd:2%，Sm:1%，Dy:1%, Pr: 15%，余量為 La。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉PC鋼棒，其特征在于:所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:0.73%, Si:1.45%, Mn:0.25%, Cr:0.46%, Mo:0.065%, V:0.093%, Nb:0.0085%,復(fù)合稀土:1.25%，P、S含量不大于0.02%, Cu小于0.15%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)； 所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:14%, Sc:12%, Gd:3%，Sm:2%，Dy:2%, Pr: 18%，余量為 La。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉PC鋼棒，其特征在于:所述鋼棒包含的成分及其重量百分含量為:c:0.83%, Si:1.65%, Mn:0.28%, Cr:0.60%, Mo:0.075%, V:0.3%, Nb:0.013%,復(fù)合稀土:1.35%，P、S含量不大于0.01%, Cu小于0.12%，余量為鐵和不可避免的其他微量雜質(zhì)； 所述復(fù)合稀土中，按重量百分比包含以下組分:Ce:16%, Sc:13%, Gd:5%，Sm: 3%，Dy:2%, Pr:23%，余量為 La。
7.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，其特征在于: ⑴將鋼棒經(jīng)感應(yīng)加熱到1100-1250°C，使得鋼棒完全奧氏體化后，立即水淬冷卻以獲得全馬氏體組織， ⑵鋼棒水淬完成后，在180-250°C的溫度下進(jìn)行低溫回火處理，最終獲得顯微組織為回火馬氏體的產(chǎn)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，其特征在于:所述回火工序中，先在230-250°C的溫度下保溫4-6min，然后將溫度保持在180-200°C，維持15_20min，最后空冷至室溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗拉PC鋼棒的熱處理方法，其特征在于:所述水淬冷卻速度為 8-10。。/s。
【文檔編號(hào)】C21D1/18GK104404374SQ201410622568
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月8日
【發(fā)明者】姚圣法, 吳海洋 申請(qǐng)人:江蘇天舜金屬材料集團(tuán)有限公司