[发明专利]一种Cu-Cr系耐腐蚀钢筋的制备工艺

说明书

本发明涉及一种Cu‑Cr系耐腐蚀钢筋的制备工艺，包括以下步骤：制备Cu‑Cr合金、连铸、热轧制以及冷却来制备高强度高韧钢筋。本发明通过在组分中加入(补充)铜与铬促进形成金属间化合物，降低碳化铬在一些高自由能区域(如点蚀区，位错区或界面区)的析出机率。选择控制碳化铬生成的保温时间，防止过热，快冷，使碳来不及析出，抑制碳化铬等碳化物的生成；将钢加热到1000℃左右，也可以使存在的碳化铬组织溶解；水淬，迅速通过敏化温度区，使合金保留含Cu‑Cr的金属间化合物的组织。

技术领域

本发明涉及一种钢筋的制备工艺，具体的，涉及一种Cu-Cr系耐腐蚀钢筋的制备工艺。

背景技术

钢筋是现代建筑的基础性材料，广泛用于房屋、桥梁、道路等工程建设，其性能直接影响着混凝土构件的寿命和安全性。目前，我国正处在城镇化高速发展阶段，房地产和基础设施建设蓬勃发展，钢筋的产量和消费量均居世界第一。

通过增加钢筋强度和耐蚀性能，从而减少用钢量和延长使用寿命以达到节能减排效果的技术，越来越受到冶金科技工作者和政府行业的关注。20世纪90年代以前，西欧、北美和日本就已经较多地使用高强度钢筋，采用高强度以及耐腐蚀钢筋钢筋能明显降低用钢量和人工成本并显著改善工程质量，具有良好的社会效益和经济效益。目前的混凝土建筑结构中，钢筋的锈蚀现象不断出现，钢筋锈蚀后会对混凝土的结构造成损失，因为当钢筋锈蚀后，钢筋的力学性能下降，截面积损失，且腐蚀物会使钢筋与混凝土之间的结合力下降，从而导致混凝土构件的承载能力降低。现有的钢筋的耐腐蚀性能较低，容易腐蚀生锈，产生安全隐患。对于耐蚀钢筋，一般是通过主要添加以铬为首的合金元素，形成合金钢，来达到耐蚀的作用。

如专利CN104109815A公开了一种耐海洋气候腐蚀钢筋，该钢筋的各组分及重量百分比含量为：C：0.2％-0.25％，Si：0.35％-0.55％，Mn：1.0％-1.35％，P：0.01％-0.04％，S:0.005％-0.03％，Cu：0.05％-0.3％，Ni：0.04％-0.25％，Cr：0.05％-0.3％，其余为Fe及不可避免的杂质：满足Ceq不超过0.54％。该专利通过合理控制各组分、尤其是S、P的含量，使制得的钢筋的屈服强度不低于400MPa，抗拉强度不低于540MPa，延伸率A不低于 16％，最大力下总伸长率Agt/％不低于9％，冷弯性能合格的条件下，耐海洋腐蚀性能优良、即由现在的1.00％提高到1.43％，使用中不会产生开裂问题的耐海洋气候腐蚀钢筋。

CN108193123A公开了一种耐蚀钢筋及其制备方法，该制备方法的步骤如下：对红土镍矿、铜渣和煤粉进行干燥、破碎、磨细以及筛分，混合均匀，得到原材料混合物；将消石灰熔剂和糖浆添加剂加入到上述原材料混合物中，混合均匀，得到待还原物料；对待还原物料进行压球、干燥，得到球团；将球团加入转底炉进行还原-破碎-磁选分离-压块或者还原-熔分，得到镍铜铬铁合金；通过转炉或电炉进行钢水冶炼，在钢水出钢过程中加入上述镍铜铬铁合金，经过精炼、连铸和热轧，得到耐蚀钢筋。

虽然现有技术中有不少对于耐腐蚀钢筋的研究，但是目前存在耐腐蚀效果不明显，钢筋强度不高以及钢筋内部结构存在明显腐蚀等缺点。

发明内容

本发明旨在解决的技术问题包括提高钢筋在大气以及极端环境(如海洋、酸雨环境中)的耐蚀性能，降低钢筋内部结构或成分不均匀引起的内部腐蚀等问题。

本发明技术方案不仅需要解决外部的整体环境的耐腐蚀性(均匀腐蚀)，而且关注钢筋内部的腐蚀问题。钢中合金元素的浓度差异或一些特殊元素都会引起内部腐蚀，如浓度差异过大形成一个有效的“阴阳极”发生腐蚀，例如Cr元素形成的碳化物的富集是内部腐蚀的主要因素。例如，碳化铬会集中向一些发生畸变的区域，如位借及晶粒交界处，发生富集。这种现象会加重钢材的腐蚀。