СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ
METHOD OF REINFORCEMENT STEEL MANUFACTURING

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стальной высокопрочной проволочной арматуры, производимой методом холодного волочения и термомеханической обработки.
Известен способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры, включающий выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину. Выплавляют сталь следующего химического состава, масс.%:
2
углерод 0,77-0,85; марганец 0,50-0,80; кремний 0,20-0,37; сера 0,016-0,020; фосфор 0,016-0,025; хром не более 0,10; никель не более 0,10; медь не более 0,10; алюминий 0,01-0,03; бор 0,001-0,003; железо - остальное, в которой поддерживают суммарное содержание Cr+Ni+Cu<0,14, а соотношение алюминия к бору Al/B - в пределах 10-20, термическую обработку катанки осуществляют путем нагрева в печи до температуры 900-940°C с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°C и окончательным охлаждением водой, а волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%. Выбранные пределы содержания углерода (0,77-0,85%) в сочетании с марганцем (0,50-0,80%), хромом, никелем и медью (до 0,10 каждого, но при соотношении Cr+Ni+Cu<0,14) при введение алюминия и бора в сталь позволят измельчать микроструктуру стали при ее термообработке. Соотношение содержания алюминия к бору Al/B в пределах 10-20 обеспечивает в конечном продукте - холоднодеформированной высокопрочной арматуре - прочность не менее 1570 Н/мм, условный предел текучести не менее 1400 Н/мм и относительное удлинение при разрыве не менее 6%. (патент RU 2471004 от 16.12.2011, МПК C2D 8/08, C21D 9/52, C22C 38/54, B82Y 40/00, B82B 3/00 опубликовано: 27.12.2012, бюл. №36).
Недостатком известного способа производства стальной высокопрочной арматуры является то, что готовая арматура имеет недостаточную прочность, и обрывность арматурных стержней составляет 0,10% до 0,03%. Причиной является высокое (выше 2 баллов) содержание неметаллических включений, в частности окислов алюминия, имеющих высокую твердость, практически не разрушающихся при прокатке.
2
2
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в получении в холоднодеформированной высокопрочной арматуре прочности не менее 1670 Н/мм, условного предела текучести не менее 1500 Н/мм и относительного удлинения при разрыве не менее 6%.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления арматурной стали, включающем выплавку стали, прокатку в катанку, термическую обработку катанки, травление, холодное волочение, нанесение периодического профиля, термомеханическую обработку и порезку арматуры на мерную длину, выплавляют сталь следующего химического состава, масс.%:
углерод
0,78-0,82
марганец
0,70-0,90
кремний
0,20-0,30
сера
не более 0,010
фосфор
не более 0,025
хром
0,20-0,30
никель
не более 0,10
медь
не более 0,10
алюминий
не более 0,005
бор
0,0010-0,0030
титан
не более 0,005
азот
не более 0,008
железо
остальное
суммарное содержание Cr+Mn+Ni+Cu<1,4 и соотношение Al/B в пределах <1.67. Термическую обработку катанки производят путем нагрева в печи до температуры 900-940°C с последующей изотермической закалкой в течение 85-110 с в расплаве свинца при температуре 530-560°C и окончательным охлаждением водой, а волочение катанки производят с суммарной степенью обжатия 57-62%.
2
2
Изобретение позволит получить в холоднодеформированной высокопрочной арматуре прочность не менее 1670 Н/мм, условный предел текучести не менее 1500 Н/мм и относительное удлинение при разрыве не менее 6%.
Пример осуществления способа изготовления арматурной стали.
По разработанному ОАО «БЭТ» химическому составу была выплавлена сталь в 180-тонной электропечи ОАО «ММК», обработана в агрегате «печь-ковш», разлита на МНЛЗ в заготовку сечением 150×150 мм и прокатана в катанку круглого сечения диаметром 15,5 мм на сортовом стане «170», имеющая следующий химический состав, масс.%):
углерод
0,786
марганец
0,730
кремний
0,247
сера
0,005
фосфор
0,012
хром
0,271
никель
0,019
медь
0,030
алюминий
0,002
бор
0,0019
азот
0,005
титан
0,005
железо
остальное
Соотношение Cr+Ni+Cu+Mn составило 1,05, а соотношение Al/B составило 1,0.
2
2
Внесенные изменения в химический состав, а именно микролегирование хромом и марганцем и исключение алюминия при раскисление предлагаемой стали, позволили получить условный предел текучести выше 1500 Н/мм; временное сопротивление разрыву выше 1670 Н/мм и относительное удлинение при разрыве не ниже 6%.
Термообработанную катанку проволочили в проволоку диаметром 9,6-0,1 мм, после чего нанесли на ее поверхность трехсторонний периодический профиль, подвергли отпуску под натяжением при температуре 400°C, охладили проточной водой и порезали на мерные длины. Механические испытания полученной стальной высокопрочной арматуры номинальным диаметром 9,6-0,1 мм показали следующие свойства:
временное сопротивление разрыву 1704-1740 Н/мм;
2
условный предел текучести 1551-1609 Н/мм;
относительное удлинение при разрыве 7,3-7,7%;
твердость 41,5-43,0 HRC,
что полностью соответствует техническим требованиям, предъявляемым к высокопрочной стержневой холоднодеформированной арматуре периодического профиля диаметром 9,6 мм для армирования железобетонных шпал.