钒铁与钒氮合金生产HRB500钢筋的对比试验研究

研究了加入钒铁和钒氮合金生产HRB500钢筋的对比试验以及对力学性能的影响与其V、N的强化机制。结果表明,采用钒氮合金生产的HRB500钢筋强度明显提高,细化晶粒的效果比钒铁的效果好,在钢中碳当量、钒含量基本一致的情况下,加入的氮促进V（C、N）化合物的析出,而大量细小弥散的V（C、N）析出物是钒氮合金钢强度增加的主要原因。为保证生钢筋的力学性能合格,在钢筋中增氮且钒含量控制在0.05%～0.06%可使钢筋强度更高、性能更加稳定。因此,采用钒氮合金生产HRB500钢筋可减少钒的加入量,其生产成本大幅度降低。     

棒材HRB400E增氮工艺开发及研究

唐钢长材部生产HRB400系列钢筋过程中,需向钢中加入钒氮合金进行微合金化,形成的C、N、V化合物可以促进棒材强度的提高。其中N元素主要来自钢中基础氮与钒氮合金,因转炉出钢温度与终点碳不稳定造成钢中基础氮含量不同,V元素利用率不足,微合金化成本较高。文章介绍了唐钢长材部的增氮工艺开发过程,利用向钢水中喷吹氮气的方法,达到提高钢水终点氮含量的目的,并且使用纯钒铁替代价格昂贵的氮化钒铁,降低了微合金化成本。该增氮工艺技术由于向钢液喷吹氮气,提高了搅拌效果,降低了转炉终点氧含量及钢铁料消耗,因此具备在全国范围内推广潜力,创效空间巨大。     

HRB400热轧带肋钢筋轧后控冷工艺生产实践

HRB400热轧带肋钢筋生产时加入较大比率的钒铁和锰铁合金对钢材的成本影响很大。为了降低成本,减少合金用量,利用轧后控冷工艺进行了HRB400钢筋性能的试验研究。结果表明,在合理控制冷却参数后,HRB400钢筋试样的金相组织主要为铁素体和珠光体,未发现贝氏体等硬化组织;这样,可提高钢筋的屈服强度15~30MPa,抗拉强度20~40MPa,而且产品表面质量有所改善。在产品质量满足标准的情况下,试验的HRB400钢筋吨钢成本降低。     

Nb微合金化HRB400E钢筋的试制

针对钒氮合金价格上涨，阳春新钢铁有限责任公司采用Nb及Nb、V复合微合金化技术对HRB400E钢筋进行了试制。结果表明，含Nb钢连铸过程中由于Nb（C、N） 的析出，铸坯易产生表面和内部缺陷，采用低过热度、均匀的二次冷却、控制Nb含量及适当提高矫直温度的措施，可有效减少铸坯缺陷。Nb含量与钢筋强度的提高不是线性关系，但对带肋钢筋盘条强度提高的效果比直条的好。采用Nb替代V，轧制φ6～φ10 mm 带肋钢筋盘条，成品化学成分、力学性能、金相组织、外形尺寸等全部合格，吨钢合金成本降低约100元。     

Nb微合金化HRB400E钢筋的试制

针对钒氮合金价格上涨，阳春新钢铁有限责任公司采用Nb及Nb、V复合微合金化技术对HRB400E钢筋进行了试制。结果表明，含Nb钢连铸过程中由于Nb（C、N） 的析出，铸坯易产生表面和内部缺陷，采用低过热度、均匀的二次冷却、控制Nb含量及适当提高矫直温度的措施，可有效减少铸坯缺陷。Nb含量与钢筋强度的提高不是线性关系，但对带肋钢筋盘条强度提高的效果比直条的好。采用Nb替代V，轧制φ6～φ10 mm 带肋钢筋盘条，成品化学成分、力学性能、金相组织、外形尺寸等全部合格，吨钢合金成本降低约100元。     

氮化硅锰、钒氮合金生产HRB500E高强度抗震钢筋应用研究

介绍了昆钢采用氮化硅锰、钒氮合金开发HRB500E高强度抗震钢筋的应用研究和生产试制情况,对该工艺强韧化机理及效果、钢筋金相组织及夹杂物、焊接性能及时效性等进行了系统研究和分析。结果表明:该工艺通过钢中增氮优化和增加细小弥散V(CN)析出量、细化铁素体晶粒,充分发挥了沉淀析出强化和细晶强化综合作用;所生产的钢筋具有优异的抗震性能、低应变时效性、良好的焊接性能及高低温拉伸性能等优点,综合性能指标优异;通过增氮降钒,钒氮合金加入量和常规钒氮微合金化工艺相比有所减少,生产成本同比降低30元/t材,经济和社会效益显著。     

底吹氮气V-N微合金化研究

鉴于传统微合金化工艺所用钒氮合金具有成本高、能耗高、制备周期长等不足，提出了采用添加钒铁+底吹氮气的方式实现钢液快速增氮，从而达到V-N微合金化的目的。通过对不同底吹参数钢中氮含量的分析、珠光体组织表征和晶粒度评级、析出相诱导晶内铁素体形核机制分析，明确了在含钒钢液中底吹氮气可以实现快速增氮，氮含量随底吹时间的增加而提高，且氮含量越高越有利于晶粒细化、促进钢中V(C,N)的析出并使其分布更加弥散，证明添加钒铁+底吹氮气进行V-N微合金化是可行的。     

氮化硅降低热轧螺纹钢筋成本的实验研究及试制

通过实验室冶炼中添加氮化硅使实验钢氮含量增加,提高微合金元素的析出强化和细晶强化作用,以及提高氮元素本身的固溶强化作用,从而减少Mn及微合金元素的加入量,降低成本.工业试制结果表明,通过添加氮化硅增氮,可采用较低Mn、V含量不经穿水生产低成本、组织和力学性能合格的HRB400热轧螺纹钢筋.     

增氮模式下HRB400E钒微合金化工艺的开发与应用

本文介绍了一种增氮模式下HRB400E钒微合金化工艺,即在氮氧混吹工艺条件下,通过提高钢水氮含量,提高钒元素的析出强化能力,降低锰、钒合金加入量。根据钢水增氮量、元素屈服贡献值计算,确定了增氮模式下HRB400E微合金化成分模型,优化了冶炼、轧制工艺方案,通过批量试验,对钢水氮含量、屈服强度、金相组织、时效性能等进行验证。结果表明:HRB400E钢水平均氮含量为153×10?6,较常规工艺氮含量增加58×10?6,棒材成分及性能稳定,金相组织正常,Mn含量降低0.05%,V含量降低0.002%,创效额达9元/t。     

HRB400热轧带肋钢筋冷弯断裂原因的分析

国内西北某钢厂生产的HRB400热轧带肋钢筋在冬天作业时常常出现冷弯断裂。通过扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、Thermo-Calc热力学软件以及光学显微镜(OM)等,对HRB400螺纹钢冷弯断裂的原因进行了研究,论述了非金属夹杂物、磷含量、钒氮比及显微组织对钢筋断裂的影响。结果表明:试验钢断口为脆性断口;破碎状的大尺寸夹杂物可能是裂纹产生的源头;钢中P含量偏高使得韧-脆转变温度升高,且自由氮的存在加剧了该温度的进一步升高,由于西北地区冬天气温低,钢筋作业时的温度很可能低于韧-脆转变温度,使钢筋处于脆性状态;魏氏组织的存在增加了钢筋的脆性,为裂纹的扩展提供了可能性。由于国内西北、东北地区温度较低,对在西北、东北地区使用的HRB400热轧带肋钢筋应提出更高的要求,对P、S、O、N的含量应有新的标准,以满足冬天作业时使用温度高于韧-脆转变温度的需要。     

HRB335和HRB400钢筋的控轧控冷工艺研究

研究了Q235普碳钢控轧控冷轧制HRB335和HRB400钢筋工艺中冷却速度和终轧温度对产品组织和性能的影响。试验结果表明，通过控制轧制和轧后控制冷却，采用Q235普碳钢轧制HRB335，HRB400钢筋的生产工艺是可行的，并提出了相关的控轧控冷工艺参数。     

低成本φ 40 mm HRB500E高强度抗震钢筋的研发

大规格高强度φ 40 mm HRB500E钢筋在高层建筑、基础设施等具有广泛的应用。为此,重钢采用V、N微合金技术对低成本φ 40 mm HRB500E钢筋进行了研发。根据GB/T 1499.2—2018标准,对φ 40 mm HRB500E钢筋采用窄化学成分范围设计;炼钢工序通过转炉、钢包吹入N₂增N,同时辅以添加一定的含氮合金的方式优化增N工艺;轧钢工序优化了孔型设计、对红坯料形进行控制,并严格控制加热制度和轧制温度。试制结果表明: w(V)/w(N)=3.9时,开发的φ 40 mm HRB500E钢筋强屈比、伸长率高,冷弯性能好,具有较好的综合性能,且吨钢减少氮化硅合金添加量0.5 kg,吨钢经济效益4元/t。     

Hot deformation behavior of medium carbon V-N microalloyed steel

Processing maps for a medium carbon V-N microalloyed steel(designated as VN steel) and a medium carbon V-N bared steel(designated as Non-VN steel) were developed to study the hot deformation behavior and the influence of vanadium and nitrogen, in the temperature range of 750?1100 °C and strain rate range of 0.005?30 s^?1. Experimental results show that the processing map for the VN steel exhibits two dynamic recrystallization and three instability domains, while that for the Non-VN steel has one dynamic recrystallization and three instability domains. The instability domains of VN steel are larger than those of the Non-VN steel, and the VN steel is easier to be unstable when being hot deformed at high temperature and high stain rate. The addition and precipitation of vanadium and nitrogen can hinder the dynamic recrystallization. Compared with the Non-VN steel, the VN steel has higher dynamic recrystallization critical strain and the corresponding stress.     

HRB400E热轧带肋钢筋弯曲断裂原因分析

通过力学性能、化学成分和金相检验分析,对HRB400E热轧带肋钢筋弯曲断裂的原因进行了分析研究。研究表明化学成分锰含量偏高,组织中存在贝氏体和粗大晶粒,是造成钢筋弯曲断裂的主要原因,适当降低锰含量可有效避免贝氏体和粗大晶粒的形成,保证螺纹钢具有优良的力学性能。     

Q490级门架H型钢质量稳定性研究

采用V-N微合金化工艺,开发出了屈服强度490 MPa以上的高强门架型钢。针对生产过程中出现的冲击性能不合,采用V-Ti微合金化工艺后,冲击性能明显提升,最高达到102 J,原因是Ti的细化晶粒作用,但屈服强度有所降低,是因为TiN的生成减弱了V-N的强化作用。生产过程中在型钢翼缘尖部出现裂纹,在生产工艺基本不变的条件下,分析产生的原因是钢中N元素含量高,N与V和Ti等元素形成氮化物在晶界析出促进了方坯横裂纹的发生,采用V-Fe合金代替部分V-N合金后,有效消除了翼缘裂纹的产生。     

钒氮微合金化耐大气腐蚀钢板的研制

采用钒氮微合金化，通过钢包喂VT线*、Ca处理和热轧工艺控制等技术，攀枝花钢铁公司成功开发了450MPa级高强度耐大气腐蚀钢，并已形成批量生产能力。用户使用结果表明，产品完全满足新型铁道货车的制造工艺要求，并已在全国各大车辆厂装车使用。