本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有較好焊接性能的高強(qiáng)鋼絲或鋼筋，其高溫松弛有改善，因而韌性提高。它含有０．３％～２．０％的硅、０．０８％～０．３５％的鉬，和預(yù)定數(shù)量的碳和錳。如果需要，還可含有鈦和硼。尤其是，以Ｓｉ＋４Ｍｏ結(jié)合的硅和鉬不低于１％。在熱處理時(shí)，鋼筋或鋼絲在２０秒內(nèi)被加熱，以形成晶粒度數(shù)為９．０或更大的細(xì)的奧氏體顯微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，當(dāng)鋼筋或鋼絲被加熱至回火溫度時(shí)，向它施加負(fù)載使其彎曲應(yīng)變不超過(guò)３％，然后快速冷卻。（*該技術(shù)在2015年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼筋和鋼絲，它們具有改進(jìn)的力學(xué)性能，強(qiáng)度、焊接性提高，高溫松馳減小。一般都要求用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼筋和鋼絲(下文中簡(jiǎn)稱PC鋼筋)具有高的抗拉強(qiáng)度以保證有效預(yù)應(yīng)力。根據(jù)JIS的要求，高品質(zhì)的PC鋼筋應(yīng)具有高達(dá)1420N/mm2的抗拉強(qiáng)度。通常，為了高效地制造混凝土樁和混凝土柱，將埋有PC鋼筋的原料混凝土通過(guò)蒸汽高壓養(yǎng)護(hù)工藝加熱至高于100℃，以提高其力學(xué)強(qiáng)度。但是，加熱溫度越高，降低PC鋼筋對(duì)混凝土的預(yù)應(yīng)力作用的松馳越加速。因此，要求PC鋼筋在高溫條件下的應(yīng)力松馳盡量小。此外，要求PC鋼筋具有高的均勻的延伸率，這是對(duì)于給定韌性的一個(gè)基本因素。在某些應(yīng)用中，焊接性對(duì)PC鋼筋也是必須的。例如，將許多平行放置的PC鋼筋捆綁一起，并點(diǎn)焊到螺旋鋼絲上形成鋼架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用于混凝土樁或混凝土柱的增強(qiáng)。這種焊接性應(yīng)該足夠高，以使得可用常規(guī)的點(diǎn)焊技術(shù)將鋼筋焊在螺旋鋼絲上。眾所周知，PC鋼筋是通過(guò)合適的熱處理(包括淬火和回火)而制成的，以賦予它需要的性能或更具體地說(shuō)，具有硬度和韌性的良好的統(tǒng)一。在熱處理時(shí)，熱軋過(guò)的原料鋼筋或鋼絲被冷撥至一定長(zhǎng)度，表面壓紋使其易于與混凝土結(jié)合，再經(jīng)淬火和回火處理。通常，在鋼筋或鋼絲連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們按照要求被反復(fù)加熱和冷卻。為了減小在高于100℃溫度下的松馳，將常規(guī)PC鋼筋的硅含量由0.2～0.3％(重量，以下均為重量比)提高到0.5～2.0％，或最高可達(dá)2.3％，這在日本專利公報(bào)62—49334(1987)中有公開。此外，這項(xiàng)公開試圖在快速冷卻之前，通過(guò)將PC鋼筋加熱到一個(gè)回火溫度并同時(shí)施加最小應(yīng)變來(lái)達(dá)到降低高溫松馳并不損失均勻延伸率的效果。但是，這種高硅PC鋼筋的電阻變大，導(dǎo)致點(diǎn)焊的焊接強(qiáng)度降低(除非焊接電壓增大50％)。因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)使用具有不同硅含量的各種PC鋼筋來(lái)制造鋼架，需要頻繁地調(diào)節(jié)電壓，因此焊接過(guò)程花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。為此，本專利技術(shù)的申請(qǐng)人通過(guò)使用鉬已經(jīng)開發(fā)并引入了改進(jìn)的焊接性能，這在日本專利公報(bào)3—151445和3—285045(1991)中有敘述。應(yīng)該了解，鉬在市場(chǎng)上只有以高的價(jià)格才能獲得。因此，本專利技術(shù)的一個(gè)目的是提供一種鉬含量較少的高強(qiáng)PC鋼筋，這種鋼筋焊接性增強(qiáng)，力學(xué)性能得以改進(jìn)。本專利技術(shù)的目的是提供一種高強(qiáng)PC鋼筋，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)1420N/mm2，高溫松馳作用減小，韌性提高，而不損失焊接性能。更具體地說(shuō)，根據(jù)本專利技術(shù)的用于預(yù)應(yīng)力混凝土的高強(qiáng)、高焊接性的鋼筋的特征在于，它含有0.15％～0.40％的碳、0.3～2.0％的硅、0.4％～1.6％的錳和0.08～0.35％的鉬(均以重量計(jì))，以Si＋4Mo結(jié)合的硅和鉬不少于1.0％(重量)，余量為鐵及固有雜質(zhì)，這種鋼筋具有奧氏體晶粒度數(shù)大于或等于9.0的細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，這種PC鋼筋還含有0.01～0.05％的鈦和0.0005％～0.005％的硼，均以重量計(jì)。一種生產(chǎn)根據(jù)本專利技術(shù)的上述PC鋼筋的方法，包括將原料鋼筋在20秒內(nèi)加熱到850℃～1050℃，該原料鋼筋含有0.15％～0.40％的碳、0.3～2.0％的硅、0.4％～1.6％的錳和0.08～0.35％的鉬(均以重量計(jì))，以Si＋4Mo結(jié)合的硅和鉬不少于1.0％(重量)，余量為鐵及固有雜質(zhì)，將其快速淬火；在25秒內(nèi)將其加熱到一回火溫度，并快速冷卻，以便形成奧氏體晶粒度數(shù)大于或等于9.0的細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在加熱至回火溫度后，可向PC鋼筋施加不超過(guò)3％的彎曲應(yīng)變的負(fù)載，然后快速地冷卻。附圖說(shuō)明圖1是表示硅和鉬的含量與高溫松弛的關(guān)系曲線圖。圖2是表示硅和鉬的含量與焊接電流和焊接強(qiáng)度的關(guān)系曲線圖。圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的PC鋼筋的先有奧氏體顯微結(jié)構(gòu)照片。根據(jù)本專利技術(shù)，提供一種含適量鉬以降低硅含量對(duì)焊接性的不利影響的PC鋼筋，而硅含量是降低高溫松弛所必須的，使得這些鋼筋在不提高焊接電壓前提下可可靠地焊接。為獲得最佳效果，應(yīng)仔細(xì)確定含量中的鉬/硅比，由于鉬的作用(它導(dǎo)致碳化物析出)形成奧氏體晶粒度數(shù)9.0或更高的細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果，本專利技術(shù)的PC鋼筋盡管含有最少量的昂貴的鉬，卻在強(qiáng)度和韌性上都有增加。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行并檢驗(yàn)了向用常規(guī)的冷撥、淬火和回火工序制得的PC鋼筋中添加主要元素。圖1表示了一些具有不同硅含量和鉬含量的PC鋼筋(它們含有或不含鈦和硼)在180℃下的高溫松弛的結(jié)果，其中A、B、C和D分別代表鉬含量為0、0.1％、0.2％和0.3％的PC鋼筋，空白和實(shí)心的符號(hào)分別表示含有或不含鈦和硼的情形。顯然可以看出，盡管硅的存在有利于降低高溫松弛，但超過(guò)1.5％時(shí)其效果趨于飽和。還可以看出鉬對(duì)降低高溫松弛是有利的。但是，鈦和硼的存在對(duì)控制高溫松弛幾乎沒(méi)有效果。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人進(jìn)行了一個(gè)檢驗(yàn)PC鋼筋和螺旋鋼絲的點(diǎn)焊處的焊接強(qiáng)度的試驗(yàn)。更具體地說(shuō)，用常規(guī)電點(diǎn)焊工藝在1.45V焊接電壓下將每一直徑9.2mm的試驗(yàn)PC鋼筋焊在直徑3.2mm的螺旋鋼絲上，鋼筋和鋼絲之間的電導(dǎo)率通過(guò)電流來(lái)測(cè)量。然后，利用符合JISG3551的“Welded steel net”要求的剪切強(qiáng)度試驗(yàn)進(jìn)行焊點(diǎn)的力學(xué)強(qiáng)度檢測(cè)。結(jié)果列于圖2，當(dāng)PC鋼筋不含鉬且硅含量小于1％時(shí)，其焊點(diǎn)的電導(dǎo)率降低，因此物理強(qiáng)度降低。當(dāng)硅含量高于1.5％時(shí)，含鉬PC鋼筋的電導(dǎo)率和強(qiáng)度將不改變或降低較少。此外，在這種情況下，鈦和硼的存在具有某些效果。從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，本專利技術(shù)是為直接獲得需要的PC鋼筋。下面將介紹PC鋼筋的化學(xué)組成。優(yōu)選地，PC鋼筋含0.15—0.40％的碳，因?yàn)槿籼己康陀?.15％，則其強(qiáng)度將低至不利的水平。若碳含量高于0.40％，其韌性和焊接性能都將下降。硅含量為0.3—2.0％。如果低于0.3％，即使加有鉬，也難以降低其高溫松弛。如果硅含量高于2.0％，高溫松弛將飽和，但韌性和焊接性能降低。該P(yáng)C鋼筋含0.4—1.6％的錳。錳的存在使硬化工藝容易進(jìn)行，并對(duì)均勻延伸率和韌性的提高有作用。如果其含量低于0.4％，這種優(yōu)點(diǎn)將失去。如果其含量高于1.6％，在淬火后仍將存在不可忽略的奧氏體，因此會(huì)降低其力學(xué)強(qiáng)度。由此，0.4～1.6％的范圍是最佳的。鉬含量為0.08～0.35％，鉬與硅結(jié)合一起可抑制PC鋼筋的高溫松弛，即使硅含量增加，它也可保持焊接性能。此外，它還提高了硬化效果，并且有助于細(xì)晶粒顯微結(jié)構(gòu)的形成，因此增加了力學(xué)強(qiáng)度和韌性。若鉬含量低于0.08％，上述優(yōu)點(diǎn)將減小，若高于0.35％，則有利的效果將飽和，而費(fèi)用則會(huì)上升。詳細(xì)地說(shuō)，需保持以Si＋4Mo形式結(jié)合的硅和鉬不低于1.0％。為將高溫松弛限制在一個(gè)給定值，Si＋4Mo最好不小于1.0％，更好為1.4％或更高。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)上述硅和鉬的結(jié)合得到滿足并分別保持其預(yù)定數(shù)值時(shí)，可獲得性能優(yōu)越的PC鋼筋。此外，為增強(qiáng)焊接性能，可以加入鈦和硼。鈦含量低于0.01％時(shí)不太有效，當(dāng)它超過(guò)0.05％時(shí)將有損于改善。當(dāng)硼含量低于0.0005％時(shí)不太有效，而超過(guò)0.005％時(shí)其效果基本不變。過(guò)多的硼會(huì)使鋼筋在熱軋時(shí)產(chǎn)生裂縫或斷裂。本專利技術(shù)的PC鋼筋具有晶粒度數(shù)為9.0或更大的細(xì)的奧氏體晶粒。晶粒度數(shù)在JISG0551中有定義，每平方毫米中的晶粒數(shù)n用n＝2N＋3表示，而晶粒度數(shù)為N。圖3是表明本專利技術(shù)的PC鋼筋的奧氏體相的顯微照片，它本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于預(yù)應(yīng)力混凝土的高強(qiáng)、高焊接性的鋼筋或鋼絲，它含有０．１５％～０．４０％的碳、０．３～２．０％的硅、０．４％～１．６％的錳和０．０８～０．３５％的鉬（均以重量計(jì)），其中以Ｓｉ＋４Ｍｏ結(jié)合的硅和鉬不少于１．０％（重量），余量為鐵及固有雜質(zhì)，這種鋼筋具有奧氏體晶粒度數(shù)大于或等于９．０的細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：山下英治，新田一，溝口茂，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：高周波熱煉株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]
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