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随着地震、火灾等自然灾害的频繁发生以及人们对建筑质量要求的不断提高,建筑用钢筋的抗震与耐火性能引起了人们广泛的关注。本文从工程应用的角度出发,在降低钢中Mo含量基础上采用Nb-V微合金化,并结合控轧控冷手段开发400MPa级具有抗震性能的高强度耐火钢筋。文中共设计了含Mo、Mo+Nb、Mo+V以及Mo+Nb+V系四种耐火钢筋。实验通过观察热轧态和正火后钢筋中的显微组织、测试力学性能,分析钢中合金元素、轧制工艺对钢筋组织转变和力学性能的影响,为工业化大生产提供合理的建议。研究结果如下:(1)热轧态钢筋及后续正火处理钢筋的显微组织主要为铁素体+珠光体+粒状贝氏体组织。Mo元素的添加能够增加钢的淬透性,得到更多的粒状贝氏体组织。由于低温两相区轧制的原因,四种热轧钢筋晶粒细化效果很明显,尺寸在2-5μm之间。正火后钢筋显微组织成分不变,晶粒尺寸变大。(2)Mo+Nb、Mo+V、Mo+Nb+V系热轧态钢筋的屈强比大于0.8,不能满足建筑用钢的抗震性能标准。对Mo+Nb、Mo+V系钢筋进行820℃正火处理、对Mo+Nb+V系钢筋进行860℃正火处理,可使钢筋在屈服强度满足400MPa基础上,屈强比下降到0.8以下,同时钢筋的塑性得到了很大的提高。(3)本实验中,热轧态钢筋高温与室温屈服强度比YS比低于0.67,尚未达到耐火钢高温性能标准要求。热轧态钢筋高温屈服强度的下降主要是由于钢中晶粒的粗化和位错的湮灭及胞状组织的长大。对于提高钢筋耐火性能,Mo+Nb合金化效果比Mo+V合金化效果要好。(4)正火处理钢筋的高温与室温屈服强度比低于0.67,数值与热轧态相近,主要是由于钢中析出物在正火加热过程中发生回溶和粗化,使得钢中的析出强化效果减弱,降低了正火钢筋高温强度。细晶强化作用和位错强化作用虽对钢筋的高温屈服强度有一定的贡献,但不可过多依靠这两种强化方式来提高钢筋的强度。