本發(fā)明涉及冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋及其制造方法。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市建設(shè)的速度也越來(lái)也快。同時(shí)，鋼筋混凝土材料也成為了用途廣、用量大的建筑結(jié)構(gòu)材料。鋼筋混凝土是鋼筋和混凝土的混合體，具有耐久性好、耐火性好、整體性好等優(yōu)點(diǎn)，并且同時(shí)具有鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能。螺紋鋼筋作為鋼筋混凝土的骨架被廣泛應(yīng)用于各種工程建設(shè)中。雖然混凝土對(duì)鋼筋有保護(hù)的作用，但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，特別是在腐蝕環(huán)境中使用時(shí)鋼筋容易受到腐蝕，從而降低建筑物結(jié)構(gòu)的使用壽命，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失，更造成了能源與資源的極大浪費(fèi)。在各種腐蝕環(huán)境中，海洋環(huán)境的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，這是因?yàn)楹Ｑ蠼ㄖこ涕L(zhǎng)期受到腐蝕離子、生物、冰凍等因素的綜合作用，使得結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，并導(dǎo)致了鋼筋的腐蝕，直接影響到建筑的使用壽命。我國(guó)陸地面積廣，海岸線(xiàn)長(zhǎng)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土壤中硫酸鹽含量較高，海洋建筑工程受到有害腐蝕離子的侵蝕，并且在干濕、高低溫環(huán)境的交替作用下，就會(huì)出現(xiàn)不同程度的硫酸鹽損傷，甚至導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層的脫落。提高鋼筋耐腐蝕性能的途徑現(xiàn)在主要有兩種方式，一種是涂層，另一種是添加合金元素來(lái)提高基體的耐腐蝕性，這種添加合金元素的方式是最為經(jīng)濟(jì)和便捷的一種方法，其主要工藝是通過(guò)添加cr、ni、p、mo等合金元素，產(chǎn)生致密的內(nèi)銹層，阻滯腐蝕的進(jìn)一步擴(kuò)大。最近幾年，針對(duì)海洋環(huán)境下建筑工程中因?yàn)殇摻罡g問(wèn)題而導(dǎo)致的工程壽命下降、安全系數(shù)降低等問(wèn)題，我國(guó)也越來(lái)越重視腐蝕的問(wèn)題，國(guó)家對(duì)于海洋建筑工程的安全要求也明顯提高；因此研究開(kāi)發(fā)一種適用于海洋建筑環(huán)境的高強(qiáng)耐腐蝕鋼筋品種，對(duì)于解決鋼筋耐久性等關(guān)鍵難題，提高海洋環(huán)境工程的整體耐腐蝕能力，是關(guān)系到我國(guó)海洋建筑工程建設(shè)事業(yè)和國(guó)防安全的重要課題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋及其制造方法，通過(guò)加入合金元素使鋼筋組織細(xì)化并提高其淬透性，通過(guò)在冶煉過(guò)程中采用電磁攪拌、輕壓下等方式有效降低鑄坯的偏析、疏松和縮孔，結(jié)合軋制及冷卻工藝控制，最終生產(chǎn)出具有良好力學(xué)性能及耐腐蝕性的耐蝕鋼筋，能夠滿(mǎn)足海洋環(huán)境建筑結(jié)構(gòu)工程的需要。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋，按照重量百分比計(jì)算，耐蝕鋼筋的化學(xué)成分為：c：0.12％～0.22％，si：0.25％～0.70％，mn：0.50％～0.80％，p：≤0.012％，s：≤0.012％，cr：0.65％～1.20％，v：0.06％～0.12％，n：0.013％～0.017％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。一種所述海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋的制造方法，包括：1)冶煉工藝控制；采用低硫鐵水冶煉，鐵水硫含量≤0.020％；通過(guò)轉(zhuǎn)爐、感應(yīng)爐或電爐冶煉，冶煉過(guò)程中進(jìn)行鋼水成分控制；2)連鑄工藝控制：連鑄過(guò)程中保證中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度≤30℃，電磁攪拌電流≥350a；3)軋制工藝控制；采用分段加熱方式加熱，加熱段溫度＜1150℃，均熱段溫度控制在1100～1150℃；保溫時(shí)間20～100min；在棒材軋機(jī)上軋制，采用控軋控冷工藝，開(kāi)軋溫度1000～1200℃；終軋溫度900～1100℃；上冷床溫度800～1000℃；4)耐蝕鋼筋性能；力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度rel≥460mpa，抗拉強(qiáng)度rm≥600mpa，延伸率a％≥20％；耐腐蝕性能：腐蝕速率為400～480um/year。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1)在添加了耐腐蝕性元素cr的基礎(chǔ)上，同時(shí)添加v、n等元素，顯著提高了鋼筋的強(qiáng)度和耐腐蝕性能；2)通過(guò)控制冶煉、連鑄及軋制生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出具有良好力學(xué)性能及耐腐蝕性的耐蝕鋼筋，能夠滿(mǎn)足海洋環(huán)境建筑結(jié)構(gòu)工程的需要。具體實(shí)施方式本發(fā)明所述一種海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋，按照重量百分比計(jì)算，耐蝕鋼筋的化學(xué)成分為：c：0.12％～0.22％，si：0.25％～0.70％，mn：0.50％～0.80％，p：≤0.012％，s：≤0.012％，cr：0.65％～1.20％，v：0.06％～0.12％，n：0.013％～0.017％，余量為fe及不可避免的雜質(zhì)。一種所述海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋的制造方法，包括：1)冶煉工藝控制；采用低硫鐵水冶煉，鐵水硫含量≤0.020％；通過(guò)轉(zhuǎn)爐、感應(yīng)爐或電爐冶煉，冶煉過(guò)程中進(jìn)行鋼水成分控制；2)連鑄工藝控制：連鑄過(guò)程中保證中間包鋼水目標(biāo)過(guò)熱度≤30℃，電磁攪拌電流≥350a；3)軋制工藝控制；采用分段加熱方式加熱，加熱段溫度＜1150℃，均熱段溫度控制在1100～1150℃；保溫時(shí)間20～100min；在棒材軋機(jī)上軋制，采用控軋控冷工藝，開(kāi)軋溫度1000～1200℃；終軋溫度900～1100℃；上冷床溫度800～1000℃；4)耐蝕鋼筋性能；力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度rel≥460mpa，抗拉強(qiáng)度rm≥600mpa，延伸率a％≥20％；耐腐蝕性能：腐蝕速率為400～480um/year。本發(fā)明所述海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋中所添加化學(xué)成分的作用如下：c：是重要的強(qiáng)化元素，能夠在鋼中形成固溶體組織，以碳化物形式存在，起到析出強(qiáng)化和細(xì)化晶粒的作用；含c量越高，鋼的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性下降；但是由于c和cr的親和力強(qiáng)，過(guò)高的c含量會(huì)導(dǎo)致耐腐蝕性能減低，因此本發(fā)明中耐蝕鋼筋的c含量范圍選為：0.12％～0.22％。si：是強(qiáng)化元素，通過(guò)固溶強(qiáng)化提高鋼的彈性極限、屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，但含硅量增加會(huì)降低鋼的焊接性能；因此本發(fā)明中耐蝕鋼筋的si含量范圍控制在：0.25％～0.70％。mn：是強(qiáng)化元素，能顯著增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度，錳含量高會(huì)提高鋼的淬透性，但過(guò)高的mn含量會(huì)降低鋼材的塑性；因此本發(fā)明耐蝕鋼筋中mn含量控制在：0.50％～0.80％。p、s：是有害元素，易形成有害的夾雜物；p能提高鋼的強(qiáng)度和耐腐蝕性能，但在鋼中偏析嚴(yán)重，會(huì)顯著降低鋼的力學(xué)性能；s易引起熱脆，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，降低鋼材腐蝕性能；因此本發(fā)明耐蝕鋼筋中p含量控制在0.012％以?xún)?nèi)，s含量也控制在0.012％以?xún)?nèi)。cr：是抗氧化性和耐腐蝕性元素，能夠促進(jìn)鋼的表面形成鈍化膜；但過(guò)高的cr含量會(huì)使鋼中鐵素體含量增加，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，出現(xiàn)淬火組織，不利于組織控制；本發(fā)明耐蝕鋼筋中cr含量控制在0.65％～1.20％。v：能夠在軋制過(guò)程中析出v(c、n)化合物，阻止奧氏體和鐵素體晶粒長(zhǎng)大，具有較強(qiáng)的析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化作用，可以顯著提高鋼的強(qiáng)度；本發(fā)明中，v含量的范圍選為0.06％～0.12％。n：具有固溶強(qiáng)化作用，能有效提高鋼的強(qiáng)度和硬度；但過(guò)高的n含量會(huì)嚴(yán)重惡化鋼的韌性，并導(dǎo)致缺口敏感性增加；本發(fā)明耐蝕鋼筋中n含量控制在0.013％～0.017％。以下實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法?！緦?shí)施例】本實(shí)施例中，用于制造海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋的耐蝕鋼化學(xué)成分如表1所示：表1耐蝕鋼化學(xué)成分(wt,％)csimnpscrvn實(shí)施例10.120.250.500.0120.0100.650.060.013實(shí)施例20.160.400.650.0100.0120.820.080.015實(shí)施例30.180.600.700.0120.0051.00.100.016實(shí)施例40.220.680.800.0080.0101.200.110.017以上各實(shí)施例耐蝕鋼軋制前加熱工藝制度如表2所示：表2耐蝕鋼加熱工藝制度采用以上各實(shí)施例耐蝕鋼軋制耐蝕鋼筋時(shí)的軋制工藝制度如表3所示：表3軋制工藝制度開(kāi)軋溫度(℃)終軋溫度(℃)上冷床溫度(℃)實(shí)施例110501000885實(shí)施例21065985935實(shí)施例310801025940實(shí)施例411001045880以上各實(shí)施例所制得耐蝕鋼筋的力學(xué)性能及耐腐蝕性能如表4所示：表4力學(xué)性能及耐腐蝕性能以上實(shí)施例表明，通過(guò)本發(fā)明的化學(xué)成分設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程控制，所生產(chǎn)的海洋建筑結(jié)構(gòu)用耐蝕鋼筋的力學(xué)性能及耐腐蝕性能都明顯優(yōu)于普通耐腐蝕鋼筋。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12