简析抗震钢筋的微合金化

孙丽君+高建军+赵剑琪+尹志强

摘 要： 本文介绍了抗震钢的抗震金属学机理，讨论了抗震钢拉伸试验的特点及在日常试验工作中如何解决抗震钢拉伸试验遇到的新问题。

关键词： 抗震钢筋；物理性能试验；钒氮微合金化

1.抗震钢的发展形势

在建筑行业中，钢筋是建筑所用的基础原材料之一，其性能直接影响到工程质量和人们的生命安全。根据国家地震局测定，中国地震裂度在6度以上的地震区约占全国总面积的60%，目前，中国已进入第五个地震活动期。建筑物的抗震性能引起了国家建设部及社会的普遍关注，高强度抗震钢筋的应用日益广泛。

在实验室用万能拉伸试验机做对比试验，可以明显的看到抗震钢筋在断裂的时候，比普通钢筋断裂需要的时间更长。

2002年我国400Mpa热轧带肋钢筋才进入推广应用阶段。钢材主要以添加合金元素V、Ti和Nb等以提高材料的力学性能和抗震性能。为了降低生产成本，又开发了无需添加合金元素的余热处理和超细晶生产工艺。

2.宣钢抗震钢的钒氮微合金化

在低合金钢中添加微合金元素钒，通过其形成的钒氮化合物产生的沉淀强化和晶粒细化作用，可大大提高钢的强度，获得良好的塑韧性，这是抗震钢在抗震性能方面优于普通钢的主要原因之一。

国内外大量研究结果表明，钒氮微合金化技术主要是通过钢中增氮后对钒的析出动力学的影响，优化了钒的析出状态，增加了钒的析出强化效应，以及由此带来的细晶强化效应等作用，从而改善钢的性能，提高钢材质量。钒氮微合金化技术通过优化钒的析出从而细化铁素体晶粒，充分发挥了沉淀强化和细晶强化的作用，大大改善了钢的强韧性配合，对高强度低合金钢强度的贡献超过了70%，充分体现了微合金化在技术经济方面的优势。采用钒氮微合金化技术，在较低钒含量下可获得高强度，明显节约钒用量，降低生产成本。

数据来源：图2-1、图2-2由宣钢技术中心钢后实验室金相试验组提供.

由图2-1和2-2的对比可以看出，抗震钢筋的晶粒明显细化了。细晶强化后，韧性会更强，断裂需要的时间也更长。我们宣钢有自己的金相实验室，可以对抗震钢筋的晶粒度加以研究，充分表明我们宣钢对于出厂产品的物理性能检验的水平正在逐年提高。

3.宣钢抗震钢拉伸试验的操作要点

从宣钢开始生产抗震钢开始，我们试验室作为物理性能检测部门也开始做試验检验抗震钢的质量。在做抗震钢拉伸试验的时候，我们格外注意试验的准确性。

数据来源：表4-1中的试验数据由技术中心钢后实验室小型材试验组提供。

表4-1显示的是抗震钢筋的日常试验数据。由这组数据可以看出，抗震钢的室温拉伸试验，不仅要测出屈服值、抗拉强度、断后标距，断后总伸长，还需要计算比较多的项目，强屈比、屈标比、最大力总伸长率（Agt）和断后伸长率（A），等等，需要的试验数据更为全面、准确。普通的螺纹钢是不需要测定强屈比、强强特征值和最大力等项目的。

抗震钢与普通钢相比，突出的特点及采取的相应措施有：1、强度比较大，不容易打标距，这是抗震钢给我们的直观感受。普通钢略一用力就能打上标距，抗震钢费的力气比较大，打出来的痕迹还不明显。我们采用的办法是用粉笔沿着钢筋的肋重重的描一下，然后再打标距。2、对不同拉伸速率反应比较敏感。据研究显示，位移速率对低碳钢的屈服点有较为明显的影响，抗震钢的标准对屈服性能有较多的要求，所以在做抗震钢的室温拉伸试验时，一定要注意屈服值的准确度。为了在试验中得出较为准确的屈服力值，我们在实验开始先采用较慢的拉伸速率，在测出屈服值、达到屈服平台后才开始加快拉伸速率，以使得到的屈服数值更为准确。3、对试验数值的准确度要求较高。由于试验机的加载同轴度对试验结果也会产生影响，加载同轴度是指试验机两夹头轴线与试样轴线不重合的程度，如果夹力轴线与试样轴线有偏离，会使试样承受附加的弯曲应力，而影响拉伸曲线弹性直线段的线性，在弹性直线段出现非线性弯曲，影响拉伸性能的测定。

4. 结语

抗震钢的性能要求比较高，应用范围也比较广，可以用来修建地铁、铺设铁路等，提高建筑物的抗震强度，由此得到广泛应用，在未来会有很大的发展。其中，抗震钢筋的钒氮微合金化还需要进一步的研究。我们宣钢试验室在日常工作中一定认真做好每一次试验，尤其是新品种抗震钢的试验，保证试验的准确度，为新产品的研发和投产贡献一份力量！■

参考文献

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