孫麗君+高建軍+趙劍琪+尹志強(qiáng)

摘 要： 本文介紹了抗震鋼的抗震金屬學(xué)機(jī)理，討論了抗震鋼拉伸試驗(yàn)的特點(diǎn)及在日常試驗(yàn)工作中如何解決抗震鋼拉伸試驗(yàn)遇到的新問題。

關(guān)鍵詞： 抗震鋼筋；物理性能試驗(yàn)；釩氮微合金化

1.抗震鋼的發(fā)展形勢

在建筑行業(yè)中，鋼筋是建筑所用的基礎(chǔ)原材料之一，其性能直接影響到工程質(zhì)量和人們的生命安全。根據(jù)國家地震局測定，中國地震裂度在6度以上的地震區(qū)約占全國總面積的60%，目前，中國已進(jìn)入第五個(gè)地震活動期。建筑物的抗震性能引起了國家建設(shè)部及社會的普遍關(guān)注，高強(qiáng)度抗震鋼筋的應(yīng)用日益廣泛。

在實(shí)驗(yàn)室用萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)做對比試驗(yàn)，可以明顯的看到抗震鋼筋在斷裂的時(shí)候，比普通鋼筋斷裂需要的時(shí)間更長。

2002年我國400Mpa熱軋帶肋鋼筋才進(jìn)入推廣應(yīng)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(xué)性能和抗震性能。為了降低生產(chǎn)成本，又開發(fā)了無需添加合金元素的余熱處理和超細(xì)晶生產(chǎn)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(chǎn)生的沉淀強(qiáng)化和晶粒細(xì)化作用，可大大提高鋼的強(qiáng)度，獲得良好的塑韌性，這是抗震鋼在抗震性能方面優(yōu)于普通鋼的主要原因之一。

國內(nèi)外大量研究結(jié)果表明，釩氮微合金化技術(shù)主要是通過鋼中增氮后對釩的析出動力學(xué)的影響，優(yōu)化了釩的析出狀態(tài)，增加了釩的析出強(qiáng)化效應(yīng)，以及由此帶來的細(xì)晶強(qiáng)化效應(yīng)等作用，從而改善鋼的性能，提高鋼材質(zhì)量。釩氮微合金化技術(shù)通過優(yōu)化釩的析出從而細(xì)化鐵素體晶粒，充分發(fā)揮了沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用，大大改善了鋼的強(qiáng)韌性配合，對高強(qiáng)度低合金鋼強(qiáng)度的貢獻(xiàn)超過了70%，充分體現(xiàn)了微合金化在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢。采用釩氮微合金化技術(shù)，在較低釩含量下可獲得高強(qiáng)度，明顯節(jié)約釩用量，降低生產(chǎn)成本。

數(shù)據(jù)來源：圖2-1、圖2-2由宣鋼技術(shù)中心鋼后實(shí)驗(yàn)室金相試驗(yàn)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(xì)化了。細(xì)晶強(qiáng)化后，韌性會更強(qiáng)，斷裂需要的時(shí)間也更長。我們宣鋼有自己的金相實(shí)驗(yàn)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(chǎn)品的物理性能檢驗(yàn)的水平正在逐年提高。

3.宣鋼抗震鋼拉伸試驗(yàn)的操作要點(diǎn)

從宣鋼開始生產(chǎn)抗震鋼開始，我們試驗(yàn)室作為物理性能檢測部門也開始做試驗(yàn)檢驗(yàn)抗震鋼的質(zhì)量。在做抗震鋼拉伸試驗(yàn)的時(shí)候，我們格外注意試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

數(shù)據(jù)來源：表4-1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)由技術(shù)中心鋼后實(shí)驗(yàn)室小型材試驗(yàn)組提供。

表4-1顯示的是抗震鋼筋的日常試驗(yàn)數(shù)據(jù)。由這組數(shù)據(jù)可以看出，抗震鋼的室溫拉伸試驗(yàn)，不僅要測出屈服值、抗拉強(qiáng)度、斷后標(biāo)距，斷后總伸長，還需要計(jì)算比較多的項(xiàng)目，強(qiáng)屈比、屈標(biāo)比、最大力總伸長率（Agt）和斷后伸長率（A），等等，需要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為全面、準(zhǔn)確。普通的螺紋鋼是不需要測定強(qiáng)屈比、強(qiáng)強(qiáng)特征值和最大力等項(xiàng)目的。

抗震鋼與普通鋼相比，突出的特點(diǎn)及采取的相應(yīng)措施有：1、強(qiáng)度比較大，不容易打標(biāo)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(biāo)距，抗震鋼費(fèi)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(biāo)距。2、對不同拉伸速率反應(yīng)比較敏感。據(jù)研究顯示，位移速率對低碳鋼的屈服點(diǎn)有較為明顯的影響，抗震鋼的標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)時(shí)，一定要注意屈服值的準(zhǔn)確度。為了在試驗(yàn)中得出較為準(zhǔn)確的屈服力值，我們在實(shí)驗(yàn)開始先采用較慢的拉伸速率，在測出屈服值、達(dá)到屈服平臺后才開始加快拉伸速率，以使得到的屈服數(shù)值更為準(zhǔn)確。3、對試驗(yàn)數(shù)值的準(zhǔn)確度要求較高。由于試驗(yàn)機(jī)的加載同軸度對試驗(yàn)結(jié)果也會產(chǎn)生影響，加載同軸度是指試驗(yàn)機(jī)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(yīng)力，而影響拉伸曲線彈性直線段的線性，在彈性直線段出現(xiàn)非線性彎曲，影響拉伸性能的測定。

4. 結(jié)語

抗震鋼的性能要求比較高，應(yīng)用范圍也比較廣，可以用來修建地鐵、鋪設(shè)鐵路等，提高建筑物的抗震強(qiáng)度，由此得到廣泛應(yīng)用，在未來會有很大的發(fā)展。其中，抗震鋼筋的釩氮微合金化還需要進(jìn)一步的研究。我們宣鋼試驗(yàn)室在日常工作中一定認(rèn)真做好每一次試驗(yàn)，尤其是新品種抗震鋼的試驗(yàn)，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，為新產(chǎn)品的研發(fā)和投產(chǎn)貢獻(xiàn)一份力量！■

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