钒氮微合金化热轧带肋钢筋径向组织分布特征

　　1前言

　　日本阪神大地震后发现，建筑物中用焊接法连接的带肋钢筋基本在焊接处断裂。另外，由于500MPa级以上的带肋钢筋需进行热处理，不能直接用焊接法连接，因而该法受到挑战，机械连接的有关技术准备提上日程。机械连接如螺纹连接时，必须对钢筋端部进行加工。为保证钢筋结构整体力学行为不因之受损，连接接头设计需以钢筋力学性能沿径向的变化为依据。本文探讨了钒氮微合金化热轧带肋钢筋径向组织特征，旨在今后对其力学性能沿径向的变化规律做出说明。

　　2试验条件

　　2.1试验材料

　　试验所用材料的化学成分：0.26%C，0.50%Si，1.43%Mn，0.034%S，0.021%P，0.03%Cr，0.04%V，0.0094%N。试样从钒氮微合金化热轧6925mm带肋钢筋上选取。该钢筋轧后采用穿水冷却工艺，水压为1MPa，水量为350m3/h。该钢筋内径为6923.9mm，横肋为月牙肋，肋高2.1mm，肋宽1.5mm;横肋与轴向夹角p为60。，肋间距为13.2mm;横肋末端最大间隙为6.4mm。

　　2.2试验方法

　　为探讨热轧带肋钢筋径向组织特征，取样3支，用线切割法截取包括横肋最高点在内的钢筋纵截面和横截面，在金相显微镜及扫描电镜下进行组织观察。并利用有关金相图像分析软件、绘图软件等分析钢筋径向组织的分布特征。

　　3试验结果

　　3.1钢筋的金相组织

　　3.1.1肋部组织

　　钢筋肋部主要由细小的铁素体晶粒、片层较细的珠光体和少量离异珠光体组成，见图1。

　　3.1.2基体组织

　　基体的主要组织是铁素体和珠光体，但比肋部组织较粗大。纵截面上铁素体晶粒为等轴状且与珠光体共同沿钢筋纵向形成明显的条带状分布，见图2。综合分析可以看出，珠光体具有纤维状特点，但与板材中的带状组织明显不同。为对照金相观察结果，以下使用“条带状”术语加以说明。

　　3.2钢筋径向微观组织分布特征

　　3.2.1铁素体晶粒沿径向的分布

　　从钢筋边部至芯部，沿径向铁素体晶粒尺寸呈逐渐增大趋势;边缘晶粒约6.5μm，芯部附近晶粒约8.5μm，芯部又减至约6.1μm，见图3。

　　3.2.2珠光体体积分数沿径向的分布

　　在钢筋边缘部分，由于轻微脱碳，珠光体体积分较低，为36.5%。在钢筋芯部由于碳偏析，珠光体体积分数较高，约为70.3%。在其他部位，珠光体体积分数沿径向变化不大，约为39%，见图4。

　　3.2.3珠光体片层间距沿径向的变化