铌微合金化HRB400生产工艺与性能
广钢铌及铌钒复合HRB400钢筋的开发生产
关键 词
铌； 铌钒复合 ； 微合金 化 ； Ⅲ级钢筋
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ３ １ （ ０７ Ｏ ０ ０ ０ １７ — ８８ ２ ０ ）２— ０ ６— ４
中 图分 类 号 ：Ｆ ３ ．５ Ｔ ３ ５８
ＤＥＶＥＬＯＰＭ ＥＮＴ Ｆ Ｎｂ ＡＮＤ Ｏ Ｎｂ — Ｖ Ｉ Ｍ ＣＲＯ ． ＡＬＬＯ ＹＩ ＮＧ ＲＢ４ ０ ＲＥＢＡＲ Ｈ ０
黄 振 晖 李 烈 军 侯 大 华 李 学 勤 郭 云峰 朱伯 平
（ 钢集 团技 术 中心 ） 广
摘 要 介 绍 了广 钢 采 用 铌 及 铌 钒 复 合 微 合 金 化 技 术 开 发 生 产 ＨＲ ４ ０ Ⅲ级 ） 筋 的 情 况 ． 析 了铌 及铌 钒 钢 筋 Ｂ０ （ 钢 分 的性 能 、 时效 性 等 特点 。
长期 以 来， 国 建 筑 混 凝 土用 钢 筋 一 直 以 我 ２ Ｍ Ｓ １级 钢筋 为主 。 目前 ， Ｒ ４ ０ １ 钢筋 正 逐 ０ ｎｉ １ Ｈ Ｂ ０ １级 １
２ 含 铌 钢 筋 的试 制
采 用超 高功 率直 流 电炉一 精炼炉一 连铸一 连轧 的 生 产 工 艺 流 程 进 行 铌 及 铌 钒 复 合 微 合 金 化
Nb微合金化HRB400高速线材盘螺的生产
总第161期2007年第5期河北冶金HEB EI M ETALLUR GYTotal 1612007,N umber 5收稿日期8N b 微合金化HRB 400高速线材盘螺的生产王振民,王风才,邢永顺,刘建路(邯郸钢铁公司 线材厂,河北 邯郸 056015)摘要:介绍了邯钢线材厂采用高速线材轧机生产Φ8mm 铌微合金化HRB400热轧盘螺的生产控制过程,产品质量符合GB1499-1998标准要求。
关键词:N b 微合金化;高速线材;盘螺中图分类号:TG 14214 文献标识码:B文章编号:1006-5008(2007)05-0057-02PRODU C TI ON O F CO I L E D R EI N F O RC ED B ARW ITH N b M I CRO -ALLO YE D HRB 400H IGH -SPEED W IR EW AN G Z hen -m in,W A N G Feng -cai ,X I N G Yo ng -shun,L I U J ian -lu(W ire Plant ,H andan Iron and S tee l C o mpany ,H andan,H ebei,056015)A bstrac t:The p roduc tion of Φ8mm hot -roll ed coiled reinforced bar w ith N b m icro -alloyed HRB400high -speed w ire i s introduced .Key W ords:N b m icro -a lloyed ;high -speed w ire;coiled re inforced bar1 引言根据国家建筑设计规范GB 50010-2002《混凝土设计规范》要求,HRB 400热轧带肋钢筋已作为优选混凝土用钢筋。
而HRB 400热轧带肋钢筋的生产通常采用控轧控冷和微合金化的方法,微合金化法通常在20M nS i 成分的基础上添加V ,N b,T i 等微合金元素,使用较多的添加钒氮合金和钒铁合金。
Nb-Ti-N微合金化生产HRB400E的实践
总第２３９期２０２１年４月 南 方 金 属ＳＯＵＴＨＥＲＮＭＥＴＡＬＳＳｕｍ．２３９Ａｐｒｉｌ ２０２１ 收稿日期：２０２０－０７－１４；修订日期：２０２０－０８－１５ 作者简介：严 明（１９６６－），男，１９９１年毕业于辽宁本溪冶金专科学校炼钢与铁合金专业，工程师。
文章编号：１００９－９７００（２０２１）０２－００２５－０３Ｎｂ Ｔｉ Ｎ微合金化生产ＨＲＢ４００Ｅ的实践严 明（阳春新钢铁有限责任公司，广东阳春５２９６２９）摘 要：介绍了采用铌钛氮微合金化技术研制开发ＨＲＢ４００Ｅ钢筋的生产工艺和产品性能。
实践证明，采用铌钛氮复合合金替代钒氮合金生产ＨＲＢ４００Ｅ钢筋，不仅其力学性能良好，而且具有低成本优势。
关键词：铌钛氮复合合金；ＨＲＢ４００Ｅ钢筋；力学性能；低成本中图分类号：ＴＧ３３５．６４ 文献标志码：ＢＰｒａｃｔｉｃｅｏｆＰｒｏｄｕｃｉｎｇＳｔｅｅｌＨＲＢ４００ＥｂｙＮｂ Ｔｉ ＮＭｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇＹＡＮＭｉｎｇ（ＹａｎｇｃｈｕｎＮｅｗＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙａｎｇｃｈｕｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５２９６２９，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｅｅｌｂａｒＨＲＢ４００ＥｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈＴｉ Ｎｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＩｔｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｂａｒｓｍａｄｅｏｆＮｂＴｉ ＮａｌｌｏｙｉｎｓｔｅａｄｏｆＶ Ｎａｌｌｏｙｈａｖｅｎｏｔｏｎｌｙｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｕｔａｌｓｏｌｏｗｃｏｓｔａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｉｏｂｉｕｍｔｉｔａｎｉｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｌｌｏｙ；ｂａｒＨＲＢ４００Ｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｌｏｗｃｏｓｔ０ 前言铌、钒、钛是重要的微合金化元素，在ＨＲＢ４００Ｅ螺纹钢生产过程中，绝大多数钢厂使用的是钒元素，个别钢厂使用铌元素，极少数钢厂使用钛元素。
铌微合金化HRB400热轧带肋钢筋的研制
（ 京钢 铁集 团有 限公 司 ） 南
摘 要 介绍南钢采 用铌微合金 化技术研 制开 发 Ｉ Ｂ０ － ４０热轧 带肋 钢筋 系列产 品 Ｉ Ｒ
的工艺和产 品性能情况 。分析 了轧制 工艺 对钢 筋力 学性 能的影 响 ， 阐述 了控 制轧制 温
度对 改善加铌 Ｈ Ｉ ０钢筋力学性 能的重要性 。 ＲＭ０ 关键词 铌微合金 化 Ｈ Ｂ０ 钢筋 Ｒ ４０ 工艺 性 能
材 ， 国正 在 加速 建 筑 用 钢 的更 新 换 代 ， 力推 广 我 大 应用 ｝Ｒ４ｏ 玎Ｂ０ Ⅲ级 钢 筋 。在 热 轧 带 肋 钢 筋 新 国标 Ｇ１ Ｂ １９ ， 出 了 Ｈ Ｂ０ Ⅲ级 钢 筋 的 主 导 ９８中 突 Ｒ ４０ 地位 ， 还重 点突 出 了采用微 合金 化技 术这 一与 并且
ＡＲＣＨ ＮＤ ＥＩ． Ｅ ＤＩ ｏＰＩ ＮＴ ｏＦ Ｎｂ—Ｍ口 ｏ ＡＩ 唧 ［ 工 ＨＲ Ｒ皿 ＡＲ ＥＥＬ ＳＩ
Ｌ ａ ｇ Ｌ ｎ ｆｉ ｉｎ ｏ ｇｅ
（ ａｊ ｇＩ ｎａｄＳｅｌ ｒ ｐＣ ．ｔ． Ｎｎｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｏＬｄ ） ｎ ｒ ｅＧ ｕ
１ 前
言
开始 进行 Ｈ Ｂ ０ Ｒ ４０热轧 带 肋 钢 筋 的试 制 工 作 。本 文对南 钢试 制加 铌 Ｈ Ｂ０ 轧 带 肋 钢 筋 的工 艺 Ｒ ４０热 过程 及 钢筋 的性 能 等情 况进 行 了总结 。
２ 试 制方 案
长期 以来 ， 国建 筑 混 凝 土用 钢筋 一 直 以 ２一 我 ０ Ｍ Ｓ（ ｎｉｍ ３５Ⅱ 钢筋 为 主 。 由于Ⅱ 钢 筋 的强 度 ３）级 级 较低 ， 了保证 建 筑 结构 的强 度 ， 得 不增 加 钢 筋 为 不 的排 布密度 ， 加 了钢 材 的使 用 量 ， 成较 大 的浪 增 造 费。而 ｍ ４Ｏ 钢筋 具 有 强度 高 、 能稳 定 、 ０ Ⅲ级 性 安 全储备量大、 抗震性能好、 节省钢材（ 级钢筋省 比Ⅱ ｌ 一ｌ ） ４％ ６％ 等优 点 ， Ⅲ级 钢筋 替代Ⅱ 用 级钢筋具 有 巨大 的社 会效 益 和 经 济 效 益 。欧美 等 工 业发 达 国 家的建筑用钢已淘汰了Ⅱ 级钢筋这一等级 ， 均采用 Ⅲ级 以上 的建 筑 钢筋 ， 钢 筋 的用 量 已 占建筑 钢 Ⅲ级
铌氮微合金化及HRB400NbN钢筋开发
２ 技 术 要 点
２１ 生 产 工 艺 路 线 ．
高 炉 铁 水一 混 铁 炉一 １ ｏ ６ ｔ ｏ ｔ（ ０ ）顶 底 复 吹
转 炉 冶炼 一 钢 包 合 金化 及微 合 金化 一 在线 吹氮
处 理一 小 方坯 连 铸一 轧 制 １ ～ ０ ２ ４ ｍｍ 钢筋 一 检
验 入库 。
对 铁素体有 强烈 的沉淀 强化作用 。
方面 ：细化 晶粒 ，沉 淀强 化 ，固定钢 中 自由氮 ， 消 除氮 对 钢 的韧 性 和 时效 的影 响 。 高 温析 出 的 Ｎ （ Ｎ）阻抑 原 始奥 氏体 晶粒 长大 ，在 轧制 过 ｂ Ｃ 程 中阻 碍 变形 奥 氏体 的再 结 晶 ，从 而起 到 细 化 晶粒作 用 。在相 变 时 或相 变 后 析 出的 Ｎ （ Ｎ） ｂ ｃ
增加 钢 中 Ｎ Ｎ 的析 出 ，更 充 分地 发 挥 Ｎ ｂ ｂ的强 化 能 力 ，从 而 减 少 铌铁 加 入量 ，达 到 降低 成 本 目的 。 试 验结 果表 明 ，铌铁 消耗 量 比单 纯用铌 微合金 化工 艺减 少 ４ ％。 ０ 关键 词 Ｈ Ｂ ０ Ｎ Ｎ钢筋 铌微合 金化 氮 化硅锰 Ｒ ４０ ｂ
５ｍ ０ ｍ，化 学成分 见表 １所示 。
从 而减 少 铌铁 加 入 量 ，达 到 降低 成本 目的 。试
表 １
氮 化硅锰 合金化 学 成分 （ ％）
维普资讯
髻
备。
妻 聂 青 ： 氮 合 化 ＨＢ０ Ｎ 筋 发 雨 等 铌 微 金 及 Ｒ ０ ｂ钢 开 ４Ｎ
Ｈ Ｂ ｏ Ｎ Ｎ是 在 铌 微 合 金 化 工艺 基 础 上 ， Ｒ ４ｏ ｂ
通 过加 入少量 氮化 硅锰 （ ＳＮ）合金 ，增加 钢 Ｍｎ ｉ
Nb微合金化生产小规格HRB400带肋钢筋的探讨
N b微合金化生产小规格H R B400带肋钢筋的探讨谢国谊毛景平(新疆八一钢铁股份有限公司)摘要：针对转炉冶炼的含铌H R B400钢坯生产小规格热轧带肋钢筋出现无屈服、强度预警现象。
对N b微合金化的强化机理和产生性能不稳定的原因，针对N b微合金化对温度有很大的敏感性的特点，提出生产过程控制方法，稳定了力学性能。
关键词：N b微合金化；温度控制；尺寸控制；冷却速度控制中图分类号：T G335文献标识码：B文章编号：1672--4224(2008)02--0043--031前言目前国内采用微合金化方法生产H R B400钢筋，主要有两种方法，即采用N b微合金化和V微合金化。
随着钒铁的价格持续升高，各钢厂纷纷采用铌生产H R B400钢筋，以降低生产成本。
八钢型材厂从2006年下半年开始用转炉生产的含铌H R B400钢坯替代含钒H R B400钢坯生产小规格热轧带肋钢筋。
生产过程中出现性能不稳定，如无屈服现象、强度预警及不合格等，影响产品质量。
同时在生产过程中采用轧后强制冷却的方式，水的阻力对彩14r am以下小断面热轧带肋钢筋速度产生影响较大，致使速度不能提高，造成产量低，其中∥12r am带肋钢筋日产下降400t。
成材率下降0．5％。
通过对生产实践数据分析，提出了稳定小型机组生产小规格含铌H R B400钢筋性能的控制方法。
2N b微合金化的机理2．1N b微合金化的强化铌铁的熔点范围在1580～1630℃。
它在钢中是一个溶解过程，铌是强碳、氮化物形成元素，在钢中极易形成稳定难溶的N bC、N b(C N)。
在凝固期，先期析出的N bC、N b(C N)微小弥散质点，有利于形成较细小的等轴铸造组织，这种结构赋予细小的原始奥氏体晶粒，并将在加热过程中抑制奥氏体晶粒长大。
在奥氏体区热变形过程中，根据N b(C N)溶解析出规律，通过控制加热温度、开轧、终轧温度等参数，控制N b(C N)的析出时机，利用N b(C N)在奥氏体中的析出，钉扎晶界、亚晶界、位错线等晶体缺陷处，来延迟奥氏体再结晶开始时间和防止二次晶粒长大，达到细化奥氏体晶粒，并进而细化铁素体晶粒，对钢产生强韧化作用。
含铌HRB400E钢筋无屈服强度的原因分析及对策
含铌HRB400E钢筋无屈服强度的原因分析及对策狄明军（新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部）摘 要: 针对八钢生产的HRB400E( Nb)热轧带肋钢筋的无屈服强度现象, 从缺陷钢筋的金相组织、化学成分、力学性能等方面进行分析, 并与力学性能正常的钢筋进行了比较。
经过分析认为金相组织存在大量贝氏体是造成带肋钢筋性能无屈服强度的主要原因, 并提出了改进措施，取得明显效果。
关键词:HRB400( Nb)；热轧带肋钢筋；无屈服强度；贝氏体中图分类号：TG113.25 文献标识码：A 文章编号：1672—4224（2020）02—0011—04 Analysis of Reasons and Countermeasure of No-yield-point of the HRB400E Steel Bar for Nb-micro-alloyingDI Ming junAbstract:In view of the phenomenon of no yield strength of HRB400( Nb) hot rolled ribbed bars in Bayi Steel, the metallographic structure, chemical composition and mechanical properties of the defective steel bars are analyzed and compared with those of normal mechanical properties. Through analysis, it is considered that the existence of a large number of bainite in the metallographic structure is the main reason for the non yield strength of the performance of ribbed steel bars, and the improvement measures are put forward, with obvious results.Key words: HRB400( Nb)；hot rolled ribbed bars；no yield strength；bainite(Manufacturing Management Department,Xinjiang Bayi Iron &Steel Co.,Ltd .)1 问题的提出多年来八钢主要以钒氮合金生产HRB400E热轧带肋钢筋，由于钒氮合金价格变化巨大，为降低成本，研究探索采用铌微合金化替代钒氮合金的工艺生产热轧带肋钢筋。
nb微合金化hrb400e抗震钢筋无屈服平台原因探讨
C、N原子结合，形成Nb的碳氮化合物，Nb在
技术论坛
高温区域固溶于奥氏体中，与位错产生相互作
用，增了
的 性，使再晶过程的
形核更困难，长了晶核的 期，
再
晶
的t
晶 钉扎作用,
使亚晶界难以移动，抑制了再结晶的进行，b
细化晶粒，提高钢的强度和韧性；t在低温区的
析出，可
作用。Nb在
min，镇静 20 - 25 min 开浇。
（二）中厚板用钢
（1）直弧型连铸机生产中厚板用钢时，角
------------------------------ 科技摘译
部横裂纹的 是一大难，一
钢
在角部及附近所受应力的大小；另一
角部及附近进入第三脆性区而产生更多的不
良析物，更减轻二的叠加效果。
（2）应力
为屈服强度，
强度在410 MPa
，抗
强度 Rm
高， 650 MPa，
其
格 品 高出 35 MPa，
低。
分析与讨论
（-）屈服平台的产生及Nb强化机制 低碳钢在拉伸试验过程中出现屈服平台， 是由于C、N 隙原子在错线聚集形成气 团， 周围可动 错产生钉扎 用，当 受外
2019年第4期| 49
S6 06
'直径1/4部位组织 c中心部位组织
2 HRB400E金相组织
力足够大时位错会摆脱气团的作用发生位错运 动，此过程中外力不需增大，钢材会持续产生 塑性变形，在拉伸曲线中呈现屈服平台。屈服 平台的明显程度取决于位错密度的高低，当钢 中含有较多位错密度高的组织时，位错之间的 相互作用减弱了气团的钉扎作用，可导致无明 显屈服平台现象。
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铌微合金化HRB400生产工艺与性能
20世纪80年代，国内发展了Nb微合金化技术，Nb微合金化技术要求严格的控轧控冷制度，集中应用在扁平材尖端产品，如管线钢、压力容器和工程机械用钢等产品。
为降低生产成本，国内冶金企业近年来相继开始用20MnSiNb代替20MnSiV生产HRB400热轧钢筋，其生产工艺流程为：高炉铁水转炉冶炼→吹氩处理→连铸→棒材连轧。
棒材连轧生产线由18架轧机组成，粗、中、精轧机各6机架，平、立交替布置，结构紧凑。
含Nb钢具有矫直横裂敏感性，裂纹在振痕处产生,沿厚度方向向内部扩展。
研究认为含Nb 钢的横裂敏感性与矫直温度下Nb(CN)的析出有关。
20MnSiNb钢高温塑性低谷区为700～950℃。
因此应避免在此温度区间矫直，由此确定其矫直温度大于950℃。
对20MnSi和20MnSiNb钢进行不同温度(-40、-20、0和20℃)冲击试验，20MnSiNb的冲击性能显著高于20MnSi，这是由于20MnSiNb的晶粒较20MnSi晶粒细，钢筋晶粒越细，受外力的作用时钢筋存在更多的晶粒内变形，晶粒越细晶界越多，晶界阻碍裂纹的传播，使钢筋断裂前可以承受较大的塑性变形，吸收的功较多，从而提高钢筋的冲击吸收功。
对20MnSiNb 钢筋焊接后进行拉伸试验，力学性能符合GB1499.2-2007要求，并全部断在母材，表明20MnSiNb钢的焊接性能好，满足使用要求。
20MnSiNb钢可采用与20MnSi基本相同的工艺进行生产，力学性能符合GB1499.2-2007规定，焊接性能满足施工现场焊接工艺要求。
20MnSiNb钢正常金相组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体，铁素体晶粒度为9.5级，较20MnSi晶粒度提高1级。
Nb的主要强化机制是细晶强化、组织强化和Nb(CN)析出强化。
20MnSiNb钢250℃×1h时效处理前后其力学性能基本相同，该条件下20MnSiNb钢没有时效倾向；600℃×1h时效处理后，20MnSiNb钢的抗拉强度和屈服强度分别提高50和60MPa。
（榕霖）。