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国家标准计划《钢筋混凝土用热轧稀土钢筋》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC7(全国钢标准化技术委员会钢筋混凝土用钢分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会

主要起草单位 江苏盐城联鑫钢铁有限公司广西盛隆冶金有限公司上海大学北京科技大学华北电力大学冶金工业信息标准研究院钢研晟华科技股份有限公司中钢石家庄工程设计研究院有限公司等

目录

基础信息

计划号
20214316-T-605
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2021-10-13
公示开始日期
2021-03-16
公示截止日期
2021-03-30
标准类别
产品
国际标准分类号
77.140.60
77 冶金
77.140 钢铁产品
77.140.60 钢棒和条钢
归口单位
全国钢标准化技术委员会
执行单位
全国钢标准化技术委员会钢筋混凝土用钢分会
主管部门
中国钢铁工业协会

起草单位

目的意义

“新材料产业发展指南”中“(一)先进基础材料”明确提出:加快推动先进基础材料工业转型升级,以基础零部件用钢、高性能海工用钢等先进钢铁材料、先进建筑材料等为重点,不断优化品种结构,提高质量稳定性和服役寿命,降低生产成本,提高先进基础材料国际竞争力。

《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》(国发[2011]12号)明确指出:要加快稀土关键应用技术研发和产业化 工信部发布的《稀土行业发展规划(2016—2020年)》指出:以《中国制造2025》国家战略发展实施为契机,在继续落实好国发[2011]12号文件要求的基础上,重点围绕与稀土产业关联度高的《中国制造2025》十大重点领域,大力发展稀土高端应用,加快稀土行业转型升级。

本标准涉及的属于先进稀土钢铁建筑材料。

我国建筑用钢筋近几年的年产量均超过2亿吨,钢筋的质量水平直接决定了钢筋混凝土建筑的质量和寿命。

工业和信息化部“原材料工业质量提升三年行动方案”中明确提出:通用钢材产品的质量稳定性、可靠性和耐久性明显提高,高性能钢铁材料的批次稳定性和一致性稳步提高。

我国是稀土资源的大国。

目前在钢中添加的稀土元素大多有:镧(La)、 钇(Y)、铈(Ce)、钕(Nd)等。

在钢中添加稀土元素对提高钢材性能具有重要作用,主要体现在: 1、提高钢材的耐腐蚀性能 适量的稀土元素添加可明显提升钢材的抗电化学腐蚀和抗应力腐蚀能力。

稀土元素可与钢中多种合金元素以及杂质元素发生有益的冶金物理化学作用,净化钢基体,提高其自腐蚀电位,降低电化学腐蚀电流密度,促进Si、Cu、P在内锈层的富集促进致密保护锈层的生成,从而有效提高这些钢种的耐化学和应力腐蚀性能。

普通碳钢锈层呈红褐色,锈层疏松,表层容易脱落,锈层主要是由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4及少量的β-FeOOH构成。

而稀土钢锈层颜色明显较深,锈颗粒细小,锈层的结合能力与致密性优于碳钢。

此外普通碳钢锈层较厚且连续性较差,锈层中存在大量孔洞和贯通性裂纹,这些裂纹在腐蚀过程中由于毛细效应容易吸收腐蚀液直至钢基体,这使锈层长时间处于“湿润”状态,加剧钢基体溶解,因而削弱了锈层保护能力。

而稀土钢锈层中虽然在局部存在缺陷,但贯穿性裂纹较少,且锈层连续致密,保护作用优于对普通碳钢。

在海洋大气环境下,稀土钢形成的锈层缺陷较少,稀土能促进腐蚀产物中的活性组元向稳定的α-FeOOH转化,并能细化锈颗粒,提高铁锈中非晶相比例,从而增强了锈层的保护性。

2、提高综合力学性能 稀土元素加入后能够产生固溶强化作用,并可与碳原子发生交互作用,增大钢材的变形抗力和峰值应变。

添加稀土元素能够有效地改变钢的韧-脆转变温度,提升钢在实际服役条件下的稳定性。

添加稀土元素能够改变珠光体转变速率,提高铁素体比例并降低珠光体的比例,细化铁素体晶粒从而改善组织的均匀性,提升钢的强度和韧性。

3、改善钢材的组织结构 在钢中添加稀土元素对钢中夹杂物起到变质作用,研究表明,未添加稀土元素的船板钢中存在着一些长条状和尖角状的夹杂物,这些夹杂物由于与基体的热膨胀系数差别很大,存在复杂的应力场,因此当承受冲击载荷时容易引起应力集中,从而产生微裂纹,影响钢的总体力学性能。

而添加稀土元素之后,尖角状的夹杂物消失,取而代之的是球状小颗粒的夹杂物。

在钢中添加稀土元素,有一个明显的特点,就是可以同时起到改善硫化物夹杂形态或消除硫化物夹杂、消除网状结构共晶碳化物并使其均匀分布在组织中、改善包括Cr、V和Mo在内的合金元素偏析现象、细化晶粒尺寸等多种作用,对于钢的力学性能可起到全面提升的效果。

4、改善钢材的焊接性能 在焊接热影响区中,过热粗晶区对于焊接用钢整体的力学性能有最大的制约作用,它是钢性能最薄弱、冲击功最低的部分,从而影响了船舶的作业环境和作业时间。

添加稀土元素会在晶界处与位错处偏聚,对晶界产生拖曳与钉扎作用,产生晶界强化与位错强化。

在焊接过程中,钉扎作用会使热影响区的粗晶热影响区的晶粒异常长大倾向减弱,从而获得较好的综合力学性能。

对粗晶热影响区晶粒尺寸的相对稳定起到至关重要的作用,有利于提高钢材的焊接性能。

钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏已经成为世界各国普遍关注的一大灾害,尤其是高温潮湿、污染严重的海洋环境,极容易导致混凝土内部钢筋腐蚀。

实验表明,兼有Cl-沉积和SO2污染的海洋大气容易导致金属发生严重腐蚀破坏。

稀土是我国的优势资源。

大量研究通过实地大气暴晒、实验室加速腐蚀以及电化学等方法,从变性夹杂和改变锈层结构的角度证明了稀土可以有效提高碳钢及低合金钢的耐工业大气腐蚀性和耐海洋腐蚀性能,且随稀土含量的增加,稀土钢的耐蚀性增强。

在普通钢筋中加入适量的稀土元素,增加的成本不超过50元,但对钢筋产品性能改善和质量的提高具有重要作用。

因此急需制定本标准。

范围和主要技术内容

本标准规定了钢筋混凝土用热轧稀土钢筋的分类及代号、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。 本标准适用于钢筋混凝土用热轧稀土光圆钢筋、带肋钢筋。