[發明專利]一種低合金高強度耐蝕鋼筋及其制備方法

在審

• 申請號: 202011079637.6
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112226693A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 孟征兵;殷鑫;蔡恒忠;劉光穆;周春泉;陳建新
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C21D8/08;C22C33/04
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本發明涉及一種由Al、Ti、Cr等元素構成的低合金高強度耐蝕鋼筋及其制備方法，屬于鋼材制備技術領域。該發明的重量百分含量如下：C＝0.05～0.2％、Si＝0.1～1.0％、Mn＝0.8～1.5％、Cr＝0.5～1.5％、Ti＝0.005～0.15％、Al＝0.005～0.60％、V＝0.005～0.05％、Nb＝0.01～0.03％、S≤0.045％、P≤0.045％，余量為鐵和不可避免的雜質元素。制備方法為：通過轉爐冶煉獲得粗煉鋼水，粗煉鋼水進LF爐進行精煉后獲得精煉鋼水，將精煉鋼水連鑄成小方坯，然后將小方坯在加熱爐中加熱、均熱，在棒材軋機上軋制成目標規格的鋼筋，得到的耐蝕鋼筋組織為鐵素體和珠光體。本發明與其他耐蝕鋼筋相比，生產工藝簡單，所得的耐蝕鋼筋屈服強度及抗拉強度高，耐腐蝕性能好。

技術領域

本發明屬于鋼材制備技術領域，特別涉及到一種由Al、Ti、Cr等元素構成的低合金高強度耐蝕鋼筋及其制備方法。

背景技術

鋼筋腐蝕是引起鋼筋混凝土結構失效的最主要的原因之一，海洋環境極其復雜，跨海大橋、碼頭、沿海民用建筑都非常容易受到氯離子的侵蝕使得鋼筋過早失效，嚴重影響到混凝土鋼筋結構的壽命，造成巨大的經濟損失。為此，科研人員做了大量的研究工作，提出了很多有效的防護措施和技術，包括：提升鋼筋本身的耐蝕性、陰極保護、表面改性處理、涂渡層保護等，其衍生出的耐蝕鋼筋種類大致分為以下三大類型：涂鍍層類耐蝕鋼筋，不銹鋼類耐蝕鋼筋，低合金耐蝕鋼筋。

使用涂層鋼筋或者在混凝土表面添加涂層，雖然有一定的效果，但是如果在比較惡劣的環境下使用，涂層一旦損壞，腐蝕將會非常嚴重，另外涂鍍層類耐蝕鋼筋成本髙、施工困難。

不銹鋼鋼筋擁有非常好的耐蝕性能，但是由于其貴重的Cr、Ni等元素含量比較高，因此成本比較高，限制了其推廣和使用范圍。

低合金耐蝕鋼筋成本相對較低、施工簡單、易于快速推廣，成為研究開發的重點。濟南鋼鐵公司研究了一種成分由質量分數為：C＝0.10-0.12％，Cr＝0-0.78％，Ni＝0.32-0.67％，Mo＝0-0.52％，V＝0-0.06％，Cu＝0.3-0.36％的低碳高強度耐蝕鋼筋(《特殊鋼》2004年第6期)，這種鋼中含有較高的Ni、Mo、Cu等高成本合金元素，同時也增加了生產難度。如專利號為CN101144137的專利“一種含鈮高強度耐腐蝕鋼筋用鋼及其軋制工藝”，其合金元素按重量百分比為：C＝0.17-0.24％、Si＝0.55-0.75％、Mn＝1.35-1.50％、Nb＝0.02-0.04％、Re＝0.04-0.10％，其余為Fe和雜質元素，因較高Re元素，加入鋼水后大部分稀土特別容易氧化成熔點高、粘度大稀土氧化夾雜物，此氧化夾雜物在鋼液中很難上浮，連鑄過程非常容易堵塞水口，目前國內還沒有稀土達到0.04-0.10％后連鑄能順利澆注的先例。專利號為CN104846287的專利“一種HRB400抗震耐腐蝕鋼筋”其合金元素按照重量百分比為：C＝0.01-0.10％、Si＝0.10-0.30％、Mn＝0.20-0.80％、Ni＝0.01-0.05％、Cr＝0.01-0.05％、Nb＝0.02-0.03％、Mo＝0.02％，其余為Fe和不可避免雜質元素，該專利生產的鋼筋由于合金元素含量過低，其力學性能和耐蝕性能無法達到工業化生產應用的要求。

低合金耐蝕鋼因為其優良的力學性能和耐腐蝕性能，得到了廣泛的使用，但是一些研究集中在Cr、Ni、Mo、V、Cu和稀土元素上，為了保證相應的耐蝕性能需要較高的含量，除了合金成本相對高昂外，生產過程中極其難以獲得符合國標GB/T33953—017(鋼筋混凝土用耐蝕鋼筋)的P+F組織(鐵素體+珠光體)，延伸率無法保證。

Mo、Ni又是國家稀有金屬，并且價格昂貴，因此期望在不添加這些稀有合金元素的情況下，通過加入適量的Cr，用Ti和Al來代替稀有金屬的方法，不僅可以獲得一種力學性能優良，耐腐蝕良好，而且成本較低，生產工藝簡單的耐腐蝕鋼筋。

發明內容