控冷温度对钒铌微合金高强钢筋组织和性能的影响

陈盼吉

(湖南华菱湘潭钢铁有限公司高线厂 湖南 湘潭 411101)

当前随着我国社会经济的不断向前发展，建筑产业正在不断朝着复杂化的方向上前进，其中各种高层大跨度、耐低温和耐高温等多功能建筑不断涌现，要求建筑钢筋材料具有较高的强度和韧性，以此来有效保证整个建筑结构的安全性和稳定性。现阶段，我国建筑行业内部所使用的钢筋材料性能较好并且焊接性能较强。国外一些发达国家使用的是500MPa以及以上级别的高强度钢筋，整体的建设施工效果更加明显。在最近几年的发展过程中，我国陆续加快了资源节约型和节能减排型的经济发展模式，在建筑工程当中对高强度抗震钢筋的使用范围越来越广，有效提高了建筑体的整体建设效果。在钒铌微合金高强钢筋的使用过程中控冷温度，对钢筋材料的组织和性能所产生的影响非常明显，它直接影响到了整个钢筋材料的使用性能，以及关系到了整个建筑的稳定性，因此需要针对这一问题展开分析和研究。

一、钒铌微合金高强钢筋显微组织分析

通过模拟实验之后不同的控冷终止温度，所表现出的微观组织有所不同，具体如图1所示，对应显微组织条件下分布的各种物质百分含量也各有不同。图1当中的图像控冷的终止温度范围在720～760℃，此时纤维组织环境下表现为铁素体和少量的贝氏体。随着温度的不断下降，从760℃降低到720℃，贝氏体的含量成分由2%上涨到了7%，最后上涨到了15%，铁素体表现出了较强的组织化细化等特点，提高了钢筋材料的整体强度以及韧性。当空的温度小于700℃时显微组织环境下，主要是以铁素体珠光体和贝氏体作为重点的构成形式，随着温度的不断下降贝氏体的整体含量明显上升，并且内部出现了大量直径较大的贝氏体铁素体，整体含量也有所降低，珠光体的含量没有明显的变化。当达到700℃条件下，贝氏体的含量超过了20%，并且整体的形态变得更加复杂，680℃条件下贝氏体的总含量为30%，660℃条件下贝氏体的总含量为50%。

图1 试验钢热模拟试验工艺

钢筋材料在通过精扎之后使用快速控冷工艺过程中，随着空的温度的不断下降，奥氏体会逐渐朝着铁素体缓慢进行转变。随着控冷温度的不断下降，在温度的变化过程中冷却温度越来越降低了铁素体的形成效率，同时也提高了贝氏体的整体数量。另一方面在实践过程中所选用的钢筋材料为钒铌微合金高强钢筋材料，可以促进贝氏体的快速合成，通过冷奥氏体的温度变化有效扩大了贝氏体的相片区，在较低的冷却速率下可以朝着贝氏体逐渐转变，在此过程中钢筋精扎之后使用快速冷却的方法，在温度急速下降的环境下有效促进了微合金碳氮化合物的大量出现，进而会造成钢筋材料表面出现大量微合金物质的产生。随着精轧之后的冷却强度不断上涨，试样奥氏体冷度有所增加，有效促进了贝氏体的变相和转化过程，同时也提高了贝氏体的形成速率，从而贝氏体的整体含量快速增加。

二、控冷温度对钒铌微合金高强钢筋性能产生的影响

从提高钢筋材料的使用强度角度上来看，贝氏体、珠光体是其中两个非常重要的控制环节，两种物质的含量高低直接影响到了钢筋材料的结构稳定性和韧性强度。因此，在钢筋精扎之后需要使用合适的控制温度，获取更加细小的铁素体以及适量的珠光体，对控制钒铌微合金化500MPa的高强度钢筋生产以及提高钢筋的力学性能有着重要的作用。不同的控制控制温度，在显微环境下的晶体尺寸变化各有不同，随着空中温度的不断降低，观察实验样本当中的铁素体晶体颗粒尺寸不断减小，空的温度达到660～700℃时，铁素体的晶体颗粒尺寸大小范围在6.5～7.5um,颗粒的级别强度为11.0～11.5级之间，当控冷温度在720～750℃时，铁素体的晶体颗粒尺寸大小范围在7.8～8.5um之间，晶体的颗粒级别在10.5～11级之间，当空的温度上涨到760℃，环境下铁素体的晶体颗粒尺寸大小为10.5um增幅明显加大，同时晶体的颗粒级别小于10级。

三、结束语

由此可以看出，控冷温度的变化对钒铌微合金的高强钢筋组织以及性能会产生的影响有所不同。根据分析结果可以得出，钒铌500MPa试验钢在经过精轧操作之后，其整个控冷的终止温度被控制在了720-740摄℃的温度范围之内。其中所呈现出来的纤维组织是细小块状的素铁体，同时其中还会包含珠光体等组织。该在该温度下的配比以及形态相对比较良好。