高强度钢筋开发及抗锈蚀性研究

发布时间：2017-09-05 15:36

  本文关键词：高强度钢筋开发及抗锈蚀性研究

  更多相关文章： 钒氮微合金化 穿水冷却 HRB500 高温氧化

【摘要】：HRB500热轧带肋钢筋强度高,韧性好,具有良好的抗震性能。用HRB500钢筋取代HRB335钢筋,可节约28%以上的建筑用钢量,取代HRB400钢筋可节约14%左右的建筑用钢量。钒氮微合金化是高强度钢筋的主要生产工艺,充分利用廉价的氮元素,实现沉淀强化,最终使钢筋的强度达到500MPa级别。因此,采用穿水冷却和微合金化相结合生产成分设计合理,综合力学性能优良的高强度钢筋,对优化高强度钢筋生产工艺,降低成本,保护环境,以及国民经济的发展具有重大意义。高强度钢筋轧制成形以后,在放置过程中,表面往往会产生不同程度的锈蚀,这造成了材料的损耗,也大大降低了高强度钢筋的产品质量。然而钢筋在轧制以及之后的空冷过程中,表面会自然形成一层薄的氧化铁皮。这层氧化铁皮的形成及性能对高强度钢筋的抗锈蚀性具有重要的影响作用。因此研究高强度钢筋在轧制过程中的高温氧化机理及稳定氧化层的性质对存放、运输和使用过程中钢筋的抗锈蚀性具有重要的意义。采用钒氮微合金化技术结合控轧控冷工艺开发不同规格HRB500钢筋,通过金相显微镜和电子万能材料试验机对钢筋的金相显微组织、晶粒度、力学性能及强韧化机理进行分析研究。研究结果表明:钒氮微合金化技术结合控轧控冷工艺生产不同规格HRB500钢筋,增加钒氮合金用量或增强穿水冷却强度都能够显著提升钢筋强度,但同时也会降低钢筋的强屈比;钒氮微合金化技术结合控轧控冷工艺生产?25mm大规格HRB500钢筋,理想钒含量为0.060%~0.090%,穿水水压0.8~1.2MPa,水流量380~680m3/h,钢筋强度提升效果显著,强屈比合格,综合力学性能满足国家标准要求;对于小规格HRB500钢筋而言,应减少钒氮合金用量,采用弱穿水冷却工艺生产最佳。不同规格的HRB500对钒氮加入量和穿水强度有明显的差异。采用穿水冷却工艺研究不同上冷床温度对高强度钢筋表面氧化膜性质的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、XRD衍射仪及拉力试验机对钢筋各部位显微组织及表面氧化铁皮的形貌、厚度进行分析研究。研究结果表明:上冷床温度高于840℃时,钢筋表面氧化层与钢基结合致密,钢筋组织均为F+P,无异常组织出现;温度低于840℃时,氧化层结构疏松且易脱落,钢筋出现过渡层组织,且存在异常组织B+魏氏组织。冷却强度越大,钢筋表面氧化层的生长速度越快,外层Fe2O3的比例大大减小,氧化层厚度变得越薄;当上冷床温度低于720℃时,钢筋表面氧化铁皮由Fe2O3、Fe4O3和Fe O组成,当温度高于720℃时,氧化铁皮仅由Fe2O3和Fe O组成。
【关键词】：钒氮微合金化 穿水冷却 HRB500 高温氧化
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 高强度钢筋概述9-11
• 1.1.1 高强度钢筋简介9
• 1.1.2 高强度钢筋开发的意义9-10
• 1.1.3 高强度钢筋国内外研究进展10-11
• 1.2 高强度钢筋的抗锈蚀性11-14
• 1.2.1 高强度钢筋锈蚀的基础原理11-13
• 1.2.2 高强度钢筋防护锈蚀的措施13-14
• 1.2.3 高强度钢筋抗锈蚀的意义14
• 1.3 氧化铁皮高温氧化行为的研究14-16
• 1.3.1 国内外氧化铁皮研究进展14-15
• 1.3.2 氧化铁皮的高温氧化行为15-16
• 1.3.3 影响氧化铁皮生成的因素16
• 1.4 课题研究目的与内容16-19
• 1.4.1 课题的目的和意义16-17
• 1.4.2 课题的内容17-19
• 2 高强度HRB500钢筋的开发19-45
• 2.1 试验材料及方法19-24
• 2.1.1 试验材料19-20
• 2.1.2 试验方法20
• 2.1.3 化学成分设计20
• 2.1.4 综合性能要求20-21
• 2.1.5 钒氮强化机理21-22
• 2.1.6 控轧控冷工艺22-24
• 2.2 大规格HRB500试验结果及分析24-33
• 2.2.1 ?22mmHRB50024-26
• 2.2.2 ?28mmHRB50026-29
• 2.2.3 ?25mmHRB500（第一批）29-31
• 2.2.4 ?25mmHRB500（第二批）31-33
• 2.3 小规格HRB500试验结果及分析33-43
• 2.3.1 ?12mmHRB500（第一批）34-35
• 2.3.2 ?12mmHRB500（第二批）35-37
• 2.3.3 ?14mmHRB500（第一批）37-38
• 2.3.4 ?14mmHRB500（第二批）38-40
• 2.3.5 未添加钒氮生产?16mmHRB50040-41
• 2.3.6 添加钒氮生产?16mmHRB50041-43
• 2.4 小结43-45
• 3 高强度钢筋高温氧化试验研究45-61
• 3.1 试验材料及方法45-46
• 3.1.1 试验材料45-46
• 3.1.2 试验方法46
• 3.2 试验结果及分析46-59
• 3.2.1 金相组织46-51
• 3.2.2 晶粒度51-52
• 3.2.3 氧化铁皮形貌52-53
• 3.2.4 氧化铁皮厚度53-55
• 3.2.5 氧化铁皮结构组成55-59
• 3.3 小结59-61
• 4 结论和建议61-63
• 4.1 结论61-62
• 4.2 建议62-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-69
• 研究生阶段发表论文69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 范晓明;董旭;李卓球;;混凝土中钢筋腐蚀防护技术的应用及发展[J];建筑技术开发;2008年11期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 陈伟 张卫强;[N];世界金属导报;2013年

，

本文编号：798821