師永茂

【摘? 要】龍鋼公司軋鋼廠在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)φ25 HRB400E熱軋帶肋鋼筋部分彎斷現(xiàn)象，隨后截樣利用能譜分析儀、氣體分析儀進(jìn)行了分析和問(wèn)題查找，均未發(fā)現(xiàn)彎斷原因，最后利用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行微觀檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)微量元素錫元素超標(biāo)是造成本次鋼材彎斷的原因。

【關(guān)鍵詞】HRB400E;螺紋鋼;彎斷;錫含量;斷口

Abstract：In the rolling mill of Longgang Company，the phenomenon of partial bending of Φ25 HRB400E hot-rolled ribbed steel bar appeared in the process of production. Then the sample cutting was analyzed by energy spectrum analyzer and gas analyzer and the problem was found. The cause of bending fracture was not found. It is found that the trace element tin exceeds the standard is the reason that causes the bending and breaking of the steel.

Key words：rebar;bending;break;tin conten;fracture

一、概況

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)建筑用鋼筋性能的要求越來(lái)越高，使鋼筋朝著高強(qiáng)度、抗震、耐腐蝕、耐低溫等多元化方向發(fā)展。中國(guó)目前已淘汰了落后的HRB335級(jí)鋼筋，普遍采用HRB400E鋼筋。HRB400E鋼筋具有強(qiáng)度高、延伸性適中、焊接性能好等特點(diǎn)，不僅可以保證工程結(jié)構(gòu)的正常使用和安全，而且可以顯著節(jié)約鋼筋用量，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由于工程建筑的特殊性，施工前必須對(duì)鋼筋進(jìn)行正反彎力學(xué)性能試驗(yàn)，正反彎的好壞直接影響了工程質(zhì)量。龍鋼公司生產(chǎn)的HRB400E鋼筋，最近出現(xiàn)正反彎彎斷的問(wèn)題，造成力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)。本文針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行取樣研究，尋找引起螺紋鋼彎斷的原因并提出消除或減少此類(lèi)問(wèn)題出現(xiàn)的方法。

二、存在問(wèn)題

2021年2月14日，軋鋼廠棒一線生產(chǎn)的φ25的HRB400E螺紋鋼（批號(hào)分別為T(mén)21-09405-4、T21-09405-5、T21-09405-6、T21-09405-7）出現(xiàn)鋼材彎曲斷裂問(wèn)題。

三、試驗(yàn)結(jié)果及分析

1. 截取試樣，彎斷試樣表面拋光，利用能譜分析儀對(duì)彎斷試樣進(jìn)行成分分析，成分均在內(nèi)控要求之內(nèi)，正常。

2.將彎斷的試樣截取一段，通過(guò)銑床加工成φ6*60的圓棒，然后經(jīng)過(guò)粗磨、精磨、拋光等工序制備成合格的金相樣品。用1%硝酸酒精溶液輕輕擦拭拋光面，然后置于氣體分析儀中進(jìn)行氧氮含量分析，氧氮含量均受控，正常。

3.以上分析均未發(fā)現(xiàn)鋼材彎斷的原因，最后決定采用掃描電鏡對(duì)斷口進(jìn)行觀察分析，彎斷試樣面縮不明顯，表面斷口齊平，為脆性斷裂。在高倍下彎斷試樣斷面呈一定面積的河流花紋，表現(xiàn)為解理斷口形貌，沿裂紋線進(jìn)行掃描電鏡分析，發(fā)現(xiàn)Sn元素含量達(dá)1.1%，同時(shí)查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)Sn元素是鋼材中的“五害”之一，雖在鋼筋HRB400E中的含量非常低，但其會(huì)使CCT曲線右移，在同等冷速下含合金Sn的鋼筋更容易形成貝氏體它嚴(yán)重影響鋼材質(zhì)量，使鋼產(chǎn)生熱脆性、回火脆性，產(chǎn)生裂紋和斷裂，分析認(rèn)為Sn元素含量超標(biāo)是導(dǎo)致鋼材彎斷的原因。

4.為進(jìn)一步確認(rèn)棒一彎斷試樣是由于錫元素超標(biāo)引起的，再取了一支φ25的正常試樣，磨拋腐蝕后用掃描電鏡觀察其端面顯微組織，由圖5可看出，正常試樣不含有Sn元素，更加確定了棒一彎斷試樣是由于Sn元素超標(biāo)引起的。為查找Sn元素來(lái)源，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)相應(yīng)爐號(hào)的轉(zhuǎn)爐冶煉及連鑄生產(chǎn)工序進(jìn)行追溯，發(fā)現(xiàn)錫元素是在轉(zhuǎn)爐廢鋼配加過(guò)程流入鋼水中，導(dǎo)致鋼材Sn超標(biāo)彎斷。針對(duì)廢鋼檢查不合理之處，技術(shù)人員和操作人員通過(guò)相關(guān)措施，規(guī)范廢鋼管理檢查，杜絕危害元素流入鋼水。

四、結(jié)論

1、通過(guò)對(duì)本次φ25的HRB400E熱軋帶肋鋼筋在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了部分彎斷問(wèn)題進(jìn)行多種試驗(yàn)分析，試驗(yàn)結(jié)果表明，在軋鋼工藝正常的情況下，造成本次鋼材彎斷的原因?yàn)槲⒘吭劐a元素超標(biāo)。

2、通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)爐廢鋼配加工藝，可以減少或杜絕鋼水中微量元素錫的流入，防止HRB400E的彎斷。

參考文獻(xiàn)：

[1]李智博，常金麗，張賀宗.??螺紋鋼脆斷分析[J]. 理化檢驗(yàn)（物理分冊(cè)）. 2005（10）

[2]周剛，張家相，蔡曉霞，高長(zhǎng)益.??HRB400螺紋鋼的冷彎斷裂[J]. 物理測(cè)試. 2013（06）

[3]劉金超，欒兆亮，趙蕾，亓杰.??熱軋帶肋鋼筋（HRB400）力學(xué)性能指標(biāo)低的原因分析[J]. 物理測(cè)試. 2010（03）

[4]陳西英.??鋼筋電渣壓力焊接頭斷裂形成原因及預(yù)防措施[J]. 科技資訊. 2010（16）

[5]劉金超，欒兆亮，趙蕾.熱軋帶肋鋼筋（HRB400）力學(xué)性能指標(biāo)低的原因分析[J]，物理測(cè)試，2010，28（3）35