隨(sui)著陸地資源的(de)(de)日益(yi)枯竭,人(ren)類加(jia)快了走向海洋(yang)(yang)的(de)(de)步伐,跨(kua)海大橋、海底隧(sui)道、海洋(yang)(yang)石油平臺等(deng)重大工程(cheng)不(bu)斷建(jian)設(she)。然而,這些海洋(yang)(yang)工程(cheng)材(cai)料(liao)所面臨的(de)(de)最(zui)大挑戰便是海洋(yang)(yang)環(huan)境中(zhong)的(de)(de)腐(fu)蝕。鋼筋作為(wei)最(zui)常用的(de)(de)工程(cheng)建(jian)筑材(cai)料(liao)之一,其耐海水腐(fu)蝕性能直(zhi)接影響到混(hun)凝土結構在海洋(yang)(yang)環(huan)境中(zhong)的(de)(de)耐久性。
目前,應用較為廣(guang)泛的(de)耐腐(fu)(fu)蝕鋼(gang)筋(jin)有涂(tu)層鋼(gang)筋(jin)、不(bu)銹鋼(gang)筋(jin)和合(he)金(jin)耐蝕鋼(gang)筋(jin)。某鋼(gang)鐵(tie)公司研(yan)究人員開發了低(di)(di)合(he)金(jin)耐蝕鋼(gang)筋(jin)20MnSiCrV,其室溫組織為鐵(tie)素體(ti)和珠光體(ti),屈服強度達到450MPa,抗拉強度達到650MPa,腐(fu)(fu)蝕速率低(di)(di)于普(pu)(pu)通螺(luo)紋(wen)(wen)鋼(gang)筋(jin)的(de)70%。在(zai)此(ci)基礎上(shang),進一步優(you)化合(he)金(jin)成分,研(yan)制出高耐蝕性合(he)金(jin)螺(luo)紋(wen)(wen)鋼(gang)筋(jin)00Cr10MoV。本工作對(dui)研(yan)制的(de)00Cr10MoV鋼(gang)筋(jin)的(de)顯微組織、力學性能和耐腐(fu)(fu)蝕性能進行系統分析(xi),并與普(pu)(pu)通螺(luo)紋(wen)(wen)鋼(gang)筋(jin)20MnSiV進行對(dui)比和討(tao)論。
試驗(yan)材(cai)料化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen),在(zai)(zai)150kg真(zhen)空感應爐(lu)中進行冶煉(lian)并(bing)模鑄成(cheng)80kg的(de)鋼錠,鋼錠經鍛(duan)造(zao)后焊(han)接至140mm×140mm×12m方坯尾部,在(zai)(zai)生產(chan)車間(jian)最(zui)終熱軋成(cheng)Φ25mm的(de)螺(luo)紋鋼筋。分(fen)別(bie)從3根成(cheng)品鋼筋上截(jie)取3段(duan)鋼筋加工(gong)成(cheng)拉伸試樣(yang)(yang),在(zai)(zai)5585型電(dian)子萬能材(cai)料試驗(yan)機(ji)上測定試樣(yang)(yang)的(de)屈(qu)服(fu)強度(du)(du)、抗拉強度(du)(du)和伸長(chang)率(lv)等(deng)。對(dui)(dui)試樣(yang)(yang)橫截(jie)面進行金相(xiang)組(zu)織(zhi)觀察,并(bing)用Tukon 2100B型數字化(hua)閉環控制維氏硬度(du)(du)計(ji)對(dui)(dui)試樣(yang)(yang)的(de)不同(tong)組(zu)織(zhi)進行硬度(du)(du)測試,用島津(jin)1610型電(dian)子探針顯(xian)微分(fen)析儀(EPMA)觀察合金元素在(zai)(zai)其組(zu)織(zhi)內的(de)分(fen)布(bu)。采用鹽霧、周浸腐蝕實驗(yan)、電(dian)化(hua)學(xue)阻抗譜以及極化(hua)曲線等(deng)測試方法進一步評價其耐(nai)蝕性能。
結果表明:
(1)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,屈服強度達到450MPa以上,綜合力學性能優良;
(2)在加速腐蝕實驗條件下,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和微量含氯產物Na3CrCl16,Fe+3O(OH,Cl);
(3)合金元素Cr和Mo的(de)(de)添加,提高了00Cr10MoV鋼(gang)在3.5%NaCl中性水(shui)溶液中的(de)(de)自腐蝕電(dian)(dian)位和電(dian)(dian)荷轉移電(dian)(dian)阻,降低了其(qi)腐蝕電(dian)(dian)流密度,使其(qi)耐海水(shui)腐蝕性能較20MnSiV鋼(gang)有較大(da)的(de)(de)提升(sheng)。
