耐海水腐蝕鋼筋00Cr10MoV的組織結(jié)構(gòu)及性能研究

  隨著陸地資源的日益枯竭,,人類(lèi)加快了走向海洋的步伐,跨海大橋,、海底隧道,、海洋石油平臺(tái)等重大工程不斷建設(shè)。然而,,這些海洋工程材料所面臨的最大挑戰(zhàn)便是海洋環(huán)境中的腐蝕,。鋼筋作為最常用的工程建筑材料之一,,其耐海水腐蝕性能直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中的耐久性。

  目前,,應(yīng)用較為廣泛的耐腐蝕鋼筋有涂層鋼筋,、不銹鋼筋和合金耐蝕鋼筋。某鋼鐵公司研究人員開(kāi)發(fā)了低合金耐蝕鋼筋20MnSiCrV,,其室溫組織為鐵素體和珠光體,,屈服強(qiáng)度達(dá)到450MPa,抗拉強(qiáng)度達(dá)到650MPa,,腐蝕速率低于普通螺紋鋼筋的70%,。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化合金成分,,研制出高耐蝕性合金螺紋鋼筋00Cr10MoV,。本工作對(duì)研制的00Cr10MoV鋼筋的顯微組織、力學(xué)性能和耐腐蝕性能進(jìn)行系統(tǒng)分析,,并與普通螺紋鋼筋20MnSiV進(jìn)行對(duì)比和討論,。

  試驗(yàn)材料化學(xué)成分,在150kg真空感應(yīng)爐中進(jìn)行冶煉并模鑄成80kg的鋼錠,,鋼錠經(jīng)鍛造后焊接至140mm×140mm×12m方坯尾部,在生產(chǎn)車(chē)間最終熱軋成Φ25mm的螺紋鋼筋,。分別從3根成品鋼筋上截取3段鋼筋加工成拉伸試樣,,在5585型電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等,。對(duì)試樣橫截面進(jìn)行金相組織觀察,,并用Tukon 2100B型數(shù)字化閉環(huán)控制維氏硬度計(jì)對(duì)試樣的不同組織進(jìn)行硬度測(cè)試,用島津1610型電子探針顯微分析儀(EPMA)觀察合金元素在其組織內(nèi)的分布,。采用鹽霧,、周浸腐蝕實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)阻抗譜以及極化曲線等測(cè)試方法進(jìn)一步評(píng)價(jià)其耐蝕性能,。

  結(jié)果表明

 ?。?)耐海水腐蝕00Cr10MoV鋼筋的顯微組織主要由鐵素體和貝氏體組成,屈服強(qiáng)度達(dá)到450MPa以上,,綜合力學(xué)性能優(yōu)良,;
  (2)在加速腐蝕實(shí)驗(yàn)條件下,,00Cr10MoV鋼的腐蝕速率均不足普通螺紋鋼筋20MnSiV的5%,;其腐蝕產(chǎn)物以α-FeOOH,β-FeOOH和γ-FeOOH為主,,另外還含有少量Fe3O4和微量含氯產(chǎn)物Na3CrCl16,,F(xiàn)e+3O(OH,,Cl);
 ?。?)合金元素Cr和Mo的添加,,提高了00Cr10MoV鋼在3.5%NaCl中性水溶液中的自腐蝕電位和電荷轉(zhuǎn)移電阻,降低了其腐蝕電流密度,,使其耐海水腐蝕性能較20MnSiV鋼有較大的提升,。