HRB400E抗震鋼筋研制與開發(fā).pdf

1、建筑結構的快速發(fā)展對建筑用鋼材提出了越來越高的要求。特別是在汶川地震后，高強度、高性能抗震鋼筋的生產開發(fā)成為國內外的研究熱點。根據地震時高應變低周疲勞的受力特點，抗震鋼筋要求在具有同級別普通鋼筋的強度水平外，還需要滿足對實測抗拉強度與實測屈服強度特征值之比≥1.25，實測屈服強度與屈服強度特征值之比≤1.30，鋼筋的總伸長率不小于9％的條件。細晶強化是通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法。根據Hall-Petch公式，晶粒細化是目

2、前唯一可以做到既提高強度，又改善塑性和韌性的方法。在鋼筋的生產中，普遍采用微合金化和控制軋制的方式來實現晶粒的細化，以獲得良好的綜合性能，因此，本文研制的HRB400E抗震鋼筋將在生產HRB400高強度鋼筋的基礎上利用釩氮微合金化技術調整鋼的化學成分，并通過控制精軋溫度與軋后水冷+空冷的冷卻方式得到室溫細小的鐵素體+珠光體組織。
　　 本文在轉爐冶煉過程中進行釩氮微合金化，隨后按照鋼坯加熱-粗軋-中軋-精軋-冷卻的方式控制軋制。

3、為防止出現軋制纖維組織和得到具有大量變形帶的奧氏體未再結晶晶粒，從而相變以后能得到細小的鐵素體晶粒組織，精軋最后一個道次即終軋溫度控制在Ar3即910℃附近。N元素的加入可以促進V元素的析出，通過電解相測得鋼筋中的析出釩比例為31.82％。一方面析出釩為奧氏體向鐵素體的相變提供較多的非均勻形核位置，有利于奧氏體中先共析鐵素體的析出，同時水冷+軋后空冷使鋼筋再結晶大部分在珠光體和細片狀珠光體轉變溫度區(qū)間進行，可一定程度提高鋼筋中珠光體組織

4、的比例，從而改善組織均勻性；另一方面析出釩通過在鋼中奧氏體晶界的沉淀釘扎作用達到細化晶粒的目的。通過平均截線法測得鋼筋的平均晶粒度約為11級，組織均為先共析鐵素體+珠光體，由于邊部冷卻速度較快引起珠光體形核率增加，使珠光體邊部含量較心部多，且粗軋溫度在890-910℃，可能造成1150℃開軋時的奧氏體成分不均，從而在空冷時產生網狀先共析鐵素體。利用XRF測定了研制出的鋼筋的主要化學成分為：（wt％）：C=0.24，Mn=1.31，V=0

5、.036，N=0.008，碳當量Ceq=0.47；室溫拉伸試驗得到鋼筋母材的屈服強度為475MPa，抗拉強度632MPa，實測抗拉強度與實測屈服強度特征值之比為1.33，鋼筋的實測屈服強度與屈服強度特征值之比1.19，總延伸率約26％；焊接件的平均屈服強度和抗拉強度分別為Rel=473MPa，Rm=610MPa，斷裂位置在焊縫，成脆性斷裂；鋼筋具有良好的反彎性能以及鋼筋的表面質量、尺寸精度。所有條件都符合抗震鋼筋的國家標準，故通過本文的