高强度htb铁路轨枕用钢筋的研发

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1、高强度HTB铁路轨枕用钢筋的研发张先轶，吴锦圆，王鲁义，汪德伟，符光常（江苏永钢集团有限公司钢研所，江苏张家港215628）摘要：针对用户提出的700MPa热处理带肋钢筋的技术要求。江苏永钢集团首先以HRB400的成分设计为基础进行了试轧，结果表明HRB400钢筋热处理后强度不能满足要求。通过对HRB400成分调整和轧制工艺参数优化，HTB热轧后各项力学性能均能满足要求，经用户热处理后屈服强度达到700MPa以上，延伸率不小于18%，断后总伸长率大于7.5%，耐腐蚀性能比普通钢筋提高3倍。关键词：高强度；HTB；钢筋；1引言目前我国建筑形式主要采用钢筋混凝土结

2、构，据统计每年建筑用钢占各类钢材总消耗的50%以上，建筑用钢牌号主要牌号为HRB335、HRB400、HRB500，开发具有高强度同时具有良好塑性的钢筋混凝土结构用材是钢筋发展的主要方向，具备广阔的发展空间以及良好的应用前景。江苏永钢集团通过采用不同工艺方案进行了试制研究，通过化学成分调整和轧制工艺参数优化，热处理后产品屈服强度达到700MPa以上，且综合性能良好。2HTB钢筋的技术要求2.1化学成分设计表1化学成分要求%CSiMnPS微量元素0.20~0.250.30~0.701.20~1.60≤0.025≤0.025微量2.2性能设计盘螺的力学性能要求见表

3、2。经热处理后钢筋的力学性能要求见下表3表2热轧力学性能要求Rel/MPaRm/MPaA/%≥400≥560≥18表3热处理力学性能要求Rel/MPaRm/MPaA/%≥700≥800≥163试制3.1试制方案工艺流程为：50t顶底复吹转炉冶炼→150mm2方坯连铸机→高速连轧→控轧控冷→打包收集。采用以下三种方案进行试制，每个方案试生产5支料，生产带肋钢筋的规格为8mm。三种方案的控温工艺和控冷工艺见表4和表5。1）方案1：采用常规HRB400化学成分和轧制工艺进行；2）方案2：适当调整化学成分，轧制工艺不变；3）方案3：在第二种成分的基础上，调整轧制工艺。

4、表4控温工艺方案件号开轧温度进精轧温度吐丝温度第一种1-5支980±20910±20960±20第二种6-10支980±20910±20960±20第三种11-15支980±20910±20930±20表5控冷工艺斯太尔摩风冷线控制终轧速度，m/s33.75保温罩开启全开风机开启，Hz方案1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#-12#第一种48484848关关关关关关关第二种48484848关关关关关关关第三种关关关关关关关关关关关辊道速度，m/s方案1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#第一种1.01.11.11.01.01.01.11.

5、11.11.00.9第二种1.01.11.11.01.01.01.11.11.11.00.9第三种0.50.50.50.40.40.40.50.50.50.50.44产品质量4.1盘条的力学性能对每件热轧钢筋取样进行力学性能和工艺性能检测，检测结果见表6。从表6中可看出：1）方案一和方案三的性能较稳定，各项检测均满足初始设计要求，钢筋屈服平台明显，见图1中的a；2）方案二中钢筋的抗拉强度偏高，屈服强度不稳定，其中有4件钢筋拉伸时无屈服平台，见图1中的b。表6力学性能工艺件号Rm/MPaRel/MPaA/%冷弯1160246422合格261246424合格359

6、345521合格461546723合格560346322合格2676640116合格776941713合格878339110合格968845021合格1064343615合格31164947624合格1262045022合格1364847026合格1464246222合格1564647220合格ab图1试样拉伸曲线4.2金相组织对每件热轧钢筋取样进行金相级织检测，检测结果如下：1）方案1主要组织为：铁素体+珠光体，无异常组织，见图2；2）方案2主要组织为：铁素体+珠光体+大量贝氏体，钢筋心部贝氏体较多，见图3；3）方案3主要组织为：铁素体+珠光体+少量贝氏体组

7、成，见图4。图2第2件500X图3第8件500X图4第13件500X4.3热处理钢筋性能对三种方案轧后盘条进行热处理，热处理工艺为淬火950℃+回火500℃，热处理后钢筋的力学性能见表7。从下表可看出方案1和方案2的屈服强度低于目标要求，同样方案2热处理后的钢筋同未热处理前一样基本无屈服平台，方案3的强度和延伸均满足目标要求。表7力学性能Rm/MpaRel/MpaA/%设计目标≥800≥730≥18方案1790-840630-65016-21方案2830-890690-71012-17方案3920-980740-75018-234.4原因分析1）方案1：采用H

8、RB400成分生产的钢筋，虽然热轧态力