[发明专利]一种钢筋及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋及其制备方法，属于合金钢领域。

背景技术

随着各国海洋战略意识的增强和现代海洋科学技术的发展，跨江海大型桥梁、海港码头以及近海建筑等基础设施建设进入高峰期。与此同时，作为主要结构材料的钢筋的耐久性问题日益凸显。海洋环境是大自然中较为严酷的腐蚀环境，其高温、高湿、高盐的特殊条件极易造成钢材腐蚀，我国沿海的钢筋混凝土结构在服役10-15年后就普遍出现严重腐蚀现象而导致结构破坏，无法满足50年设计使用寿命。

提高混凝土中钢筋耐腐蚀性能的途径主要有两个：一是在碳钢钢筋上涂覆有机或无机涂层；二是通过合金化或不同的加工制造工艺获得耐腐蚀性能优异的钢筋材料。在涂镀层耐蚀钢筋中，环氧涂层钢筋研发最早，使用范围最为广泛，但环氧涂层钢筋仍存在本质的不足之处，主要体现为涂层脆性大，运输及加工过程易损伤脱落；涂层缺陷能免引起腐蚀集中，导致严重的局部腐蚀；与普通钢筋相比，降低与混凝土之间的握裹力等。欧美国家为了使建筑物使用寿命达到100年的设计要求，开发使用了不锈钢钢筋，因为引起其锈蚀的临界浓度比普通钢筋要提高很多，所以能大幅度提高混凝土结构的耐久性。但其费用昂贵，造价约为普碳钢筋的6-10倍，无法在工程中大规模应用，通常仅在建筑关键部位和条件较为恶劣的环境中使用，而不锈钢钢筋与普通钢筋搭接时易形成宏电池腐蚀，也会影响建筑使用寿命。

国内外对非钢筋用低合金耐蚀钢的研究和开发较为成熟，20世纪50年代美国研制了Mariner钢，60年代法国开发了APS20A钢，我国也于70年代推出了10CrMoAl耐海水腐蚀钢。这些钢的耐腐蚀性能较普通碳钢虽有了很大程度提高，但仍无法满足钢筋混凝土结构中所需的较长的使用寿命，因而这些钢种均无法应用在海洋钢筋混凝土结构中。

中国专利文献CN102605255A公开了一种400MPa级耐腐蚀钢筋，其元素含量为C: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％，其耐腐蚀性能较普通钢筋提高2倍，但其提升较为有限，仍然无法满足海洋钢筋混凝土建筑50-100年使用寿命的要求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中钢筋在海洋环境下的耐腐蚀性能较差，达不到钢筋混凝土结构的设计使用寿命的技术缺陷，从而提供一种具有优良耐腐蚀性能和综合力学性能的钢筋及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种钢筋，按重量百分比计算，包括以下成分：

C0.005-0.030％，Si0.3-0.6％，Mn1.2-2.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr8.0-10.0％，Mo1.0-3.0％，Sn0.2-0.4％，RE0.01-0.05％；其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，屈服强度为400MPa级的钢筋，按重量百分比计算，包括以下成分：

C0.005-0.030％，Si0.3-0.6％，Mn1.2-1.8％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr8.0-10.0％，Mo1.0-1.6％，Sn0.2-0.4％，RE0.01-0.05％；其余为Fe和不可避免的杂质。

一种钢筋，按重量百分比计算，包括如下成分：C0.005-0.030％，Si0.3-0.6％，Mn1.2-2.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr8.0-10.0％，Mo1.0-3.0％，Sn0.2-0.4％，RE0.01-0.05％，V0.04-0.18％和/或Ti0.010-0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，屈服强度为500MPa级的钢筋，按重量百分比计算，包括以下成分：

C0.005-0.030％，Si0.3-0.6％，Mn1.7-2.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr8.0-10.0％，Mo1.5-2.0％，Sn0.2-0.4％，RE0.01-0.05％，V0.04-0.08％；其余为Fe和不可避免的杂质。

更进一步地，屈服强度为600MPa级的钢筋，按重量百分比计算，包括以下成分：

C0.005-0.030％，Si0.3-0.6％，Mn1.7-2.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr8.0-10.0％，Mo1.8-3.0％，Sn0.2-0.4％，RE0.01-0.05％，V0.10-0.18％，Ti0.01-0.030％；其余为Fe和不可避免的杂质。