[发明专利]低成本高耐蚀钢筋及其生产方法

说明书

本发明揭示了一种低成本高耐蚀钢筋及其生产方法。钢筋的化学成分包括：C≤0.05％，N:0.005％～0.05％，Si≤1％，Mn≤1％，Cr:7.5％～10％，0＜Mo≤1％，V:0.01％～0.2％，C+N:0.02％～0.1％，Si+Mn:1％～2％，Cr+Mo+V:8.5％～11％，余量Fe；铬镍当量比7～9。生产方法中，炼钢期间分两批次加入铬铁合金；第一批次在转炉冶炼中进行添加；第二批次在LF炉精炼中进行添加，所加铬铁合金占总量的1/2～2/3；钢筋上冷床的温度≥840℃，控制冷速≤1.5℃/s。该钢筋的耐蚀性能和力学性能优异，兼具低成本，适用于海洋工程的使用需求。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种低成本高耐蚀钢筋，以及一种低成本高耐蚀钢筋的生产方法。

背景技术

钢筋混凝土结构是基础设施建设中应用最为广泛的结构形式，钢筋混凝土结构的理论服役年限较长，但在实际工程中，尤其是在沿海工程中，钢筋混凝土由于钢筋发生严重腐蚀破坏而导致实际服役年限远未达到设计年限。

为此，目前针对钢筋的耐蚀性能的提高，存在多种常用的解决方案，例如不锈钢钢筋、环氧树脂涂层钢筋和镀锌钢筋等。然而，除了耐腐蚀性能之外，钢筋的力学性能、焊接性能、生产制造成本等方面也是影响钢筋的实际生产和应用的重要方面。

例如，对于不锈钢钢筋，其腐蚀抗力异常卓越，然而，由于其耐蚀性能时通过添加大量Cr、Ni、Mo等合金元素，导致其原料成本和生产成本相较于普通钢筋呈倍数增长，进而价格高昂而无法广泛应用，并且也不符合节能降耗的社会需求；并且，不锈钢钢筋的焊接性能非常差、不耐点蚀、与普通钢筋搭接时形成宏电池腐蚀。

再例如，对于环氧树脂涂层钢筋和镀锌钢筋，一方面生产工艺复杂，不符合节能减排的环保需求；另一方面环氧树脂涂层或镀锌层服役年限短，容易老化，在运输过程中容易破损，同时这类钢筋均不适合现场机械加工。

因此，开发一种高耐蚀、高强度、高塑性以及低成本的钢筋，存在显著的社会意义和经济效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋，其抗腐蚀性能和综合力学性能优异，并且兼具较低的成本。

为实现上述发明目的，一实施方式提供了一种低成本高耐蚀钢筋，其化学成分以质量百分比计包括：C≤0.05%，N:0.005%~0.05%，Si≤1.0%，Mn≤1.0%，Cr:7.5%~10.0%，Mo≤1.0%，V:0.01%~0.2%，C+N:0.02%~0.1%，Si+Mn:1.0%~2.0%，Cr+Mo+V:8.5%~11.0%，余量为Fe及不可避免的杂质；另外，铬当量Creq=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb，镍当量Nieq=Ni+30(C+N)+0.5Mn，7.0≤Creq/Nieq≤9.0。

优选地，所述钢筋的化学成分不包含Nb、Ni、Sn、RE。

优选地，所述钢筋的直径为10~40mm。

优选地，所述钢筋的微观组织为铁素体和贝氏体，其中铁素体所占比例为40%~55%、贝氏体所占比例为45~60%。

优选地，所述钢筋的屈服强度≥400MPa，断后伸长率≥20%，最大力总伸长率≥10%。

优选地，所述钢筋的自腐蚀电流密度是HRB400钢筋的1/50以下。

优选地，在氯离子浓度≥3mol/L的模拟混凝土孔隙液中，所述钢筋的自腐蚀电流密度≤0.13μA/cm²。

为实现上述发明目的，一实施方式提供了一种所述钢筋的生产方法，其包括依序进行的转炉冶炼工序、LF炉精炼工序、RH真空精炼工序、方坯连铸工序、热连轧工序和冷床冷却工序；