高強(qiáng)度抗震鋼筋V-Cr復(fù)合微合金化的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在目前和未來(lái)一定時(shí)期仍是主要的建筑方法,鋼筋的市場(chǎng)需求量將隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷擴(kuò)大,對(duì)其性能需求也會(huì)進(jìn)一步提高。我國(guó)建筑用鋼筋普遍采用屈服強(qiáng)度為335MPa的20MnSi鋼筋,而國(guó)外早已采用400MPa以上級(jí)別的鋼筋,德國(guó)基本采用500MPaⅣ級(jí)鋼筋。為盡快接軌國(guó)際并節(jié)約鋼材,我國(guó)也開始并加速建筑用帶肋鋼筋的更新?lián)Q代工作,大力推廣應(yīng)用V、Nb、Ti、V-N微合金化技術(shù)的高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)和應(yīng)用。
　　 國(guó)內(nèi)鋼鐵

2、工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張、鋼筋需求的不斷擴(kuò)大,以及全球資源緊張等原因引起的釩鐵、鈮鐵等合金價(jià)格的急劇升高,使得400MPaⅢ級(jí)鋼筋的微合金化生產(chǎn)的面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn);隨著對(duì)鋼筋的強(qiáng)度性能要求的不斷提高,企業(yè)生產(chǎn)成本增加、負(fù)擔(dān)加重,加速了V、Nb、Ti的自然資源消耗,成為企業(yè)和社會(huì)都是不可忽視的嚴(yán)重問題。
　　 本文利用V-Cr復(fù)合微合金化技術(shù)開發(fā)低成本HRB400鋼筋,在實(shí)驗(yàn)室條件下研究不同的V-Cr微合金化成分配比對(duì)鋼筋力學(xué)性能和金相組織的影

3、響,探討了V-Cr復(fù)合微合金化強(qiáng)化機(jī)理和強(qiáng)化方式,并用Factsage軟件分析微合金元素在鋼中的存在形式。V-Cr復(fù)合微合金化技術(shù)采用成本較低的鉻鐵合金代替部分昂貴的釩鐵合金,在保證HRB400鋼筋綜合性能優(yōu)良的前提下,降低微合金化生產(chǎn)成本,減少貴重金屬的資源消耗。
　　 研究結(jié)果表明:(1)含W(Cr)=0.15～0.18％的V-Cr復(fù)合微合金化,鋼筋強(qiáng)度較高、塑性好、抗震性優(yōu)良,可滿足HRB400鋼筋性能指標(biāo),并且生產(chǎn)成本較

4、低;(2)W(V)=0.03％與Cr組成的V-Cr復(fù)合成分和相同的V含量單一微合金化成分相比,降低了強(qiáng)度性能,提高抗震性能。W(V)=0.01％與Cr組成復(fù)合成分,具有強(qiáng)化效果,屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和單一W(V)=0.01％微合金化相比均有所提高;(3)W(V)=0.03％與Cr組成的V-Cr復(fù)合成分和相同的V含量單一微合金化成分相比,珠光體含量降低,晶粒尺寸變化不大。W(V)=0.01％的V-Cr復(fù)合組分和單一V組分相比,可明顯增加珠光

5、體含量,減小晶粒尺寸,強(qiáng)化力學(xué)性能,提高抗震性能,Cr含量不斷增加,晶粒尺寸變化不大;(4)V-Cr復(fù)合微合金化,鋼中存在20～30nm的V、Cr碳化物析出,Cr、Fe、Mn復(fù)合形成合金滲碳體;結(jié)合Factsage熱力學(xué)軟件模擬計(jì)算可得V、Cr在鋼中的碳化物分別以VC、Cr3C2的形式析出存在,無(wú)V-Cr復(fù)合碳化物生成,析出溫度分別為1190K、770K;(5)V-Cr復(fù)合微合金化時(shí),以析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化為主要強(qiáng)化方式,且細(xì)化晶粒作用有