热轧不锈钢覆层钢筋的组织与性能

发布时间：2020-03-20 18:14

【摘要】：不锈钢钢筋具有优异的耐腐蚀性,适用于海洋建筑以及其它高氯离子腐蚀环境中。但是高昂的成本以及较差的力学性能,使得不锈钢钢筋的应用范围大大受限。在此基础上,不锈钢复合钢筋应运而生。复合钢筋既拥有不锈钢优良的耐腐蚀性,又拥有普碳钢良好的力学性能。覆层钢筋成为了解决成本和力学性能较差的首选选项。热轧不锈钢复合钢筋通过控制真空度以及冷却速度等变量来获得结合质量优异的复合界面。这主要是通过控制界面夹杂物的种类和数量来保证结合效果,通过冷却速度来保证元素扩散充分。本论文的主要研究成果如下:(1)碳钢在热轧复合时,根据真空环境的不同,会发生不同的氧化反应。1Pa时,碳钢中的Al元素与氧亲和能力强所以先与氧反应,发生选择性氧化主要生成尺寸不足1μm的Al_2O_3夹杂物。常压时,碳钢中含量较为丰富的Si、Mn易与氧生成Si-Mn系氧化物,该氧化物尺寸最大可达5μm左右;(2)不锈钢碳钢热轧复合时,除发生氧化反应外还有元素扩散的发生,Cr、Ni等合金元素在浓度梯度作用下发生扩散,形成稳定的过渡层。其中,C元素在扩散后,会在碳钢侧形成一条铁素体带。其厚度随冷却速度的提升而变小,在冷却速度为0.1℃/S时,脱碳层厚度可达130μm;而在冷却速度为22℃/S时,该区域发生贝氏体相变无脱碳层出现;(3)成品钢筋在冷却速度与压缩变形的作用下,碳钢侧变形区会发生相变。靠近不锈钢侧,因为合金元素扩散通量大,使该部分与不锈钢基体元素含量基本无差异,所以形成了奥氏体,该区域厚度约为4μm。而距离不锈钢较远的基体内由于合金元素扩散至该区域较少,在冷却速度较快和变形量较大的情况下形成了贝氏体,该区域厚度约为0.33mm其中,部分合金元素含量较高的位置上形成了少量马氏体;
【图文】：

合金元素,氧化反应,自由能

界面结合质量越好。余伟曾以电弧焊接法、抽真轧制流程进行研究，研究表明在 50%轧制变形量下，复物存在，且坯料首尾两端有未复合区域。而骆宗安[25]等，在高真空氛围下轧制，在 50% 变形量下所复合处的且尺寸较小，复合界面结合率近乎达 100%。陈靖等人采235 周围焊合密封，经热轧后可得到结合质量良好的复外界氛围与金属内部表层隔绝开来，可同时极少量的空以金属复合面有部分程度的氧化，此外在焊接过程中，因此复合效果较差。Xie G 等人经研究认为热轧制备来源是在高温条件下金属原料中还原能力强的元素先化物。在氧化反应中，可通过自由能（△G0）的大小来强弱，自由能越小则该氧化物越稳定，合金元素与氧反于 1944 年绘制了自由能与温度 G0-T 图，常被称为艾琳

示意图,氯离子腐蚀,示意图

料在钢筋方面的应用撑起世界繁荣的物质基础，材料的失效带来的灾难和损失料失效，其最根本的来由是应用条件、制作环节以及外界疲劳、磨损等原因造成的，其中以腐蚀带来的损失尤为巨年中国由腐蚀所引起的损失超 2.1 万亿人民币，占 GDP 性事故层出不穷，如 2013 年“1122”事故，就是由于腐蚀磨损、疲劳，腐蚀更易于被发现。因此，对腐蚀的防护是钢筋混凝土的时代，现今的物质文明是由钢铁材料所支展中国家，各个方面与发达国家相比有很大的差距，在基需要完成，包括高速公路、电站、铁路、桥梁、隧道、居项目离不开钢材，，所以做好防腐蚀是保护工业文明的主构的受力部件其耐腐蚀性直接决定建造物的安全性[45-46]
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG335.64

【参考文献】