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HRB500热轧带肋钢筋强度高,韧性好,具有良好的抗震性能。用HRB500钢筋取代HRB335钢筋,可节约28%以上的建筑用钢量,取代HRB400钢筋可节约14%左右的建筑用钢量。钒氮微合金化是高强度钢筋的主要生产工艺,充分利用廉价的氮元素,实现沉淀强化,最终使钢筋的强度达到500MPa级别。因此,采用穿水冷却和微合金化相结合生产成分设计合理,综合力学性能优良的高强度钢筋,对优化高强度钢筋生产工艺,降低成本,保护环境,以及国民经济的发展具有重大意义。高强度钢筋轧制成形以后,在放置过程中,表面往往会产生不同程度的锈蚀,这造成了材料的损耗,也大大降低了高强度钢筋的产品质量。然而钢筋在轧制以及之后的空冷过程中,表面会自然形成一层薄的氧化铁皮。这层氧化铁皮的形成及性能对高强度钢筋的抗锈蚀性具有重要的影响作用。因此研究高强度钢筋在轧制过程中的高温氧化机理及稳定氧化层的性质对存放、运输和使用过程中钢筋的抗锈蚀性具有重要的意义。采用钒氮微合金化技术结合控轧控冷工艺开发不同规格HRB500钢筋,通过金相显微镜和电子万能材料试验机对钢筋的金相显微组织、晶粒度、力学性能及强韧化机理进行分析研究。研究结果表明:钒氮微合金化技术结合控轧控冷工艺生产不同规格HRB500钢筋,增加钒氮合金用量或增强穿水冷却强度都能够显著提升钢筋强度,但同时也会降低钢筋的强屈比;钒氮微合金化技术结合控轧控冷工艺生产?25mm大规格HRB500钢筋,理想钒含量为0.060%~0.090%,穿水水压0.8~1.2MPa,水流量380~680m3/h,钢筋强度提升效果显著,强屈比合格,综合力学性能满足国家标准要求;对于小规格HRB500钢筋而言,应减少钒氮合金用量,采用弱穿水冷却工艺生产最佳。不同规格的HRB500对钒氮加入量和穿水强度有明显的差异。采用穿水冷却工艺研究不同上冷床温度对高强度钢筋表面氧化膜性质的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、XRD衍射仪及拉力试验机对钢筋各部位显微组织及表面氧化铁皮的形貌、厚度进行分析研究。研究结果表明:上冷床温度高于840℃时,钢筋表面氧化层与钢基结合致密,钢筋组织均为F+P,无异常组织出现;温度低于840℃时,氧化层结构疏松且易脱落,钢筋出现过渡层组织,且存在异常组织B+魏氏组织。冷却强度越大,钢筋表面氧化层的生长速度越快,外层Fe2O3的比例大大减小,氧化层厚度变得越薄;当上冷床温度低于720℃时,钢筋表面氧化铁皮由Fe2O3、Fe4O3和Fe O组成,当温度高于720℃时,氧化铁皮仅由Fe2O3和Fe O组成。