簡析抗震鋼筋的微合金化

孫麗君+高建軍+趙劍琪+尹志強

摘 要： 本文介紹了抗震鋼的抗震金屬學機理，討論了抗震鋼拉伸試驗的特點及在日常試驗工作中如何解決抗震鋼拉伸試驗遇到的新問題。

關鍵詞： 抗震鋼筋；物理性能試驗；釩氮微合金化

1.抗震鋼的發展形勢

在建筑行業中，鋼筋是建筑所用的基礎原材料之一，其性能直接影響到工程質量和人們的生命安全。根據國家地震局測定，中國地震裂度在6度以上的地震區約占全國總面積的60%，目前，中國已進入第五個地震活動期。建筑物的抗震性能引起了國家建設部及社會的普遍關注，高強度抗震鋼筋的應用日益廣泛。

在實驗室用萬能拉伸試驗機做對比試驗，可以明顯的看到抗震鋼筋在斷裂的時候，比普通鋼筋斷裂需要的時間更長。

2002年我國400Mpa熱軋帶肋鋼筋才進入推廣應用階段。鋼材主要以添加合金元素V、Ti和Nb等以提高材料的力學性能和抗震性能。為了降低生產成本，又開發了無需添加合金元素的余熱處理和超細晶生產工藝。

2.宣鋼抗震鋼的釩氮微合金化

在低合金鋼中添加微合金元素釩，通過其形成的釩氮化合物產生的沉淀強化和晶粒細化作用，可大大提高鋼的強度，獲得良好的塑韌性，這是抗震鋼在抗震性能方面優于普通鋼的主要原因之一。

國內外大量研究結果表明，釩氮微合金化技術主要是通過鋼中增氮后對釩的析出動力學的影響，優化了釩的析出狀態，增加了釩的析出強化效應，以及由此帶來的細晶強化效應等作用，從而改善鋼的性能，提高鋼材質量。釩氮微合金化技術通過優化釩的析出從而細化鐵素體晶粒，充分發揮了沉淀強化和細晶強化的作用，大大改善了鋼的強韌性配合，對高強度低合金鋼強度的貢獻超過了70%，充分體現了微合金化在技術經濟方面的優勢。采用釩氮微合金化技術，在較低釩含量下可獲得高強度，明顯節約釩用量，降低生產成本。

數據來源：圖2-1、圖2-2由宣鋼技術中心鋼后實驗室金相試驗組提供.

由圖2-1和2-2的對比可以看出，抗震鋼筋的晶粒明顯細化了。細晶強化后，韌性會更強，斷裂需要的時間也更長。我們宣鋼有自己的金相實驗室，可以對抗震鋼筋的晶粒度加以研究，充分表明我們宣鋼對于出廠產品的物理性能檢驗的水平正在逐年提高。

3.宣鋼抗震鋼拉伸試驗的操作要點

從宣鋼開始生產抗震鋼開始，我們試驗室作為物理性能檢測部門也開始做試驗檢驗抗震鋼的質量。在做抗震鋼拉伸試驗的時候，我們格外注意試驗的準確性。

數據來源：表4-1中的試驗數據由技術中心鋼后實驗室小型材試驗組提供。

表4-1顯示的是抗震鋼筋的日常試驗數據。由這組數據可以看出，抗震鋼的室溫拉伸試驗，不僅要測出屈服值、抗拉強度、斷后標距，斷后總伸長，還需要計算比較多的項目，強屈比、屈標比、最大力總伸長率（Agt）和斷后伸長率（A），等等，需要的試驗數據更為全面、準確。普通的螺紋鋼是不需要測定強屈比、強強特征值和最大力等項目的。

抗震鋼與普通鋼相比，突出的特點及采取的相應措施有：1、強度比較大，不容易打標距，這是抗震鋼給我們的直觀感受。普通鋼略一用力就能打上標距，抗震鋼費的力氣比較大，打出來的痕跡還不明顯。我們采用的辦法是用粉筆沿著鋼筋的肋重重的描一下，然后再打標距。2、對不同拉伸速率反應比較敏感。據研究顯示，位移速率對低碳鋼的屈服點有較為明顯的影響，抗震鋼的標準對屈服性能有較多的要求，所以在做抗震鋼的室溫拉伸試驗時，一定要注意屈服值的準確度。為了在試驗中得出較為準確的屈服力值，我們在實驗開始先采用較慢的拉伸速率，在測出屈服值、達到屈服平臺后才開始加快拉伸速率，以使得到的屈服數值更為準確。3、對試驗數值的準確度要求較高。由于試驗機的加載同軸度對試驗結果也會產生影響，加載同軸度是指試驗機兩夾頭軸線與試樣軸線不重合的程度，如果夾力軸線與試樣軸線有偏離，會使試樣承受附加的彎曲應力，而影響拉伸曲線彈性直線段的線性，在彈性直線段出現非線性彎曲，影響拉伸性能的測定。

4. 結語

抗震鋼的性能要求比較高，應用范圍也比較廣，可以用來修建地鐵、鋪設鐵路等，提高建筑物的抗震強度，由此得到廣泛應用，在未來會有很大的發展。其中，抗震鋼筋的釩氮微合金化還需要進一步的研究。我們宣鋼試驗室在日常工作中一定認真做好每一次試驗，尤其是新品種抗震鋼的試驗，保證試驗的準確度，為新產品的研發和投產貢獻一份力量！■

參考文獻

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