高強度抗震鋼筋V-Cr復合微合金化的實驗研究.pdf

1、鋼筋混凝土結構在目前和未來一定時期仍是主要的建筑方法,鋼筋的市場需求量將隨著經(jīng)濟的發(fā)展不斷擴大,對其性能需求也會進一步提高。我國建筑用鋼筋普遍采用屈服強度為335MPa的20MnSi鋼筋,而國外早已采用400MPa以上級別的鋼筋,德國基本采用500MPaⅣ級鋼筋。為盡快接軌國際并節(jié)約鋼材,我國也開始并加速建筑用帶肋鋼筋的更新?lián)Q代工作,大力推廣應用V、Nb、Ti、V-N微合金化技術的高強度熱軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)和應用。
　　 國內鋼鐵

2、工業(yè)規(guī)模的擴張、鋼筋需求的不斷擴大,以及全球資源緊張等原因引起的釩鐵、鈮鐵等合金價格的急劇升高,使得400MPaⅢ級鋼筋的微合金化生產(chǎn)的面臨嚴峻挑戰(zhàn);隨著對鋼筋的強度性能要求的不斷提高,企業(yè)生產(chǎn)成本增加、負擔加重,加速了V、Nb、Ti的自然資源消耗,成為企業(yè)和社會都是不可忽視的嚴重問題。
　　 本文利用V-Cr復合微合金化技術開發(fā)低成本HRB400鋼筋,在實驗室條件下研究不同的V-Cr微合金化成分配比對鋼筋力學性能和金相組織的影

3、響,探討了V-Cr復合微合金化強化機理和強化方式,并用Factsage軟件分析微合金元素在鋼中的存在形式。V-Cr復合微合金化技術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。
　　 研究結果表明:(1)含W(Cr)=0.15～0.18％的V-Cr復合微合金化,鋼筋強度較高、塑性好、抗震性優(yōu)良,可滿足HRB400鋼筋性能指標,并且生產(chǎn)成本較

4、低;(2)W(V)=0.03％與Cr組成的V-Cr復合成分和相同的V含量單一微合金化成分相比,降低了強度性能,提高抗震性能。W(V)=0.01％與Cr組成復合成分,具有強化效果,屈服強度、抗拉強度和單一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,強化力學性能,提高抗震性能,Cr含量不斷增加,晶粒尺寸變化不大;(4)V-Cr復合微合金化,鋼中存在20～30nm的V、Cr碳化物析出,Cr、Fe、Mn復合形成合金滲碳體;結合Factsage熱力學軟件模擬計算可得V、Cr在鋼中的碳化物分別以VC、Cr3C2的形式析出存在,無V-Cr復合碳化物生成,析出溫度分別為1190K、770K;(5)V-Cr復合微合金化時,以析出強化、細晶強化為主要強化方式,且細化晶粒作用有