[发明专利]一种400Mpa级耐腐蚀钢筋

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料，具体属于耐腐蚀钢筋及其生产方法。 

背景技术

高强度耐海洋环境腐蚀钢筋，应用在海洋环境或氯离子腐蚀条件下的钢筋混凝土结构中。海洋是大自然中最为严酷的腐蚀环境，由于氯离子的渗透破坏，极易使钢材发生局部腐蚀，普通钢材的局部腐蚀深度可达到每年2～4mm以上，极大地威胁着海工设施的寿命和安全。由于氯盐侵蚀引起钢筋锈蚀造成的混凝土结构损坏，被公认为是沿海工程混凝土结构破坏的主要原因。 

在高速公路、跨江海大型桥梁和海港码头等基础设施中发生的氯盐腐蚀钢筋混凝土的情况，已引起科学与工程界专家以及政府部门的高度关注。美国在1995年的调查发现，基础设施中钢筋的腐蚀破坏，造成的年经济损失达1500亿美元，占总腐蚀损失的40％以上，按GDP计算达到1～3％。我国2003年的调查结果，钢材总的腐蚀损失约5000亿元，若参照国外钢筋腐蚀的实际经验推算，我国由于钢筋腐蚀一年的损失大约为2200亿元。 

上述事例说明基础设施建设中耐久性设计及其控制技术的重要。为达到设计施工规范要求的海上混凝土结构50年耐久性，必须重视海洋环境下氯离子侵蚀破坏混凝土结构的问题。目前防止钢筋腐蚀采用的方法包括涂层钢筋和不锈钢筋，文献(Shinobu Tmaki，Advance in Corrosion Protection and Its Material，Nippon Steel Technical Report No.87January 2008等)表明，美国及日本等国目前防止钢筋腐蚀的方法也都采用涂层钢筋和不锈钢筋。涂层钢筋如环氧树脂涂层钢筋或镀锌钢筋，易受表面擦伤影响而产生严重腐蚀，无法满足重要工程的要求。不锈钢筋防腐效果好，但由于含有大量合金元素，造成生产成本极高，也不宜大批量使用。 

因此，急需开发成本适中的高强度耐腐蚀钢筋产品。这也是世界钢铁界面临的科技难题。 

发明内容

本发明要解决的问题是，克服目前所采用的涂层钢筋及不锈钢筋存在的不足，提供一种通过合金化处理，在提高钢筋的耐腐蚀性能的同时降低成本的400Mpa级强度的耐腐蚀钢筋及其生产方法。 

实现上述目的的措施： 

400Mpa级耐腐蚀钢筋，其组分及重量百分比为：0.1％～0.25％，Si：0.5％～0.90％，Mn：0.7％～1.5％，P：0.04％～0.09％，S≤0.015％，Cu：0.3％～0.6％，Ni：0.1％～0.4％，Cr≤0.1％，V：0.03％～0.08％，余为Fe及不可避免的杂质。 

本发明与现有的普通的建筑钢材相比，其在海洋环境中的抗腐蚀性能有显著的提高，经实验室试验，其抗Cl离子腐蚀能力是普通钢筋的2倍以上；与环氧树脂涂层钢筋比，由于环氧树脂涂层钢筋表面易产生剥落现象，且剥落后腐蚀速率较大，两者相比，本发明的抗耐腐蚀性能优；与不锈钢筋相比则生产成本会大幅降低。 

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述： 

试验一(为实验室试验) 

本实施例在50kg真空感应炉中冶炼了13炉试验钢和2炉对比钢，其成分见表1。 

并按照如下生产步骤，轧制出加热轧制成20mm厚的钢板，作为加工钢筋的原料。 

生产工艺按照以下常规步骤进行： 

1)进行冶炼，控制出钢温度在1650℃～1680℃； 

2)进行精炼、连铸，控制连铸中间包的过热度在15℃～30℃； 

3)对铸坯加热，控制其加热温度在1150℃～1250℃； 

4)进行轧制，控制其终轧温度≤950℃； 

5)自然冷却至室温； 

6)进行精整、包装，并待用。 

表1试验钢成分(重量百分比) 

对比1为试验钢加入1.23％的Cr，以验证Cr对腐蚀性能的不利影响；对比2为工业生产的普通400MPa级钢筋产品。 

表2为对试验钢一进行力学性能和腐蚀试验的结果列表。 

其试验条件：试验钢及对比钢经机械加工成拉伸试样检测性能，加工成腐蚀片进行周浸腐蚀试验，试验溶液：3％NaCl、试验温度45±2℃，相对湿度70±5％，周浸轮转速1圈/60分钟，腐蚀时间分别为288小时(腐蚀率1)和216小时(腐蚀率2)。 

表2试验一钢的力学性能和腐蚀试验的结果列表