20MnSi热轧带肋钢筋碳当量与抗拉强度关系初探

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昆钢科技

2 0 12 00年，期

手 2 M n i热轧带肋钢筋 0 S碳当量与抗拉强度关系初探

\ 1 7

吁劬澎胁 坐丝碗当 .于蕃缓\ 耐圳 况一……整。

、此，

1前言2 Ma i号的钢麓混凝土用热轧带肋钢 0 S牌

探索钢筋成分与强度的关系就围绕这五元紊及钢筋的截面积进行。 2 1分析方法根据数理统计理论，究几十变量之问的研相关关系并找出它们之匈的数学表达式，测预

筋，我国各类建筑工程广泛使用的一种关键是材料，是我国冶金行业各钢厂大量生产的一也种关键产品，的质量不仅直接关系到建筑工它程的安全 t且也代表着生产厂的综台技术质而量水平 .因此，国家的宏观管理到企业的工从艺技术管理，对热轧带肋钢筋的实物质量和都

其中一十变量的取值，般采用回归分析方一法 .在轧制工艺基本保持稳定的条件下，们我随机抽取了第三轧钢厂采用 9 rm×9 rm连 0 a 0 a铸坯， 04 O×1￣2 0经 O/ 5×6轧机生产的 1 0 35批 2 Mn i肋锕筋的生产检验数据，为分 0 S带作析样本进行回归分析。 2 2确定因变量

生产组织给予高度重视。昆钢更是视。昆钢牌

热轧带肋钢筋实物质量为自己企业的生命动脉，以小心呵护。予

为了探索 2 Mn i 0 S带肋钢筋的最佳控制工艺，年来昆钢散了大量研究工作 .的碳当多钢量 ( )不同规格钢筋强度的关系即是其中值与一

根据对带肋钢筋检验数据的长期跟踪分

析，现抗拉强度有三方面的明显倾；接发①近标准规定下限值 5 0 a的比率较大；平 1 MP②均值 (般在 55 P一 4M a左右 )对于标准规定相下限值 5 0 a的富裕量较小；离敢度较大 1 MP③ (般在 2 MP一 5 a左右 )。而在同等情况下，筋钢的屈服强度和延伸辜不仅富裕量较大 .且离而散程度较小。可见 .拉强度是我们钢筋性能抗

项。

2分析我们知道，响钢筋强度的主要因素有两影

个：一个是钢筋的化拳成分

及其截面积 I一个是钢麓的轧钢生产工艺。在钢筋轧制生产工艺基本不变的情况下 .决定钢筋强度的关健因素就是钢筋的化学成分及其截面积。按强触挂邑索标准 GB 4 9 19的规定，0 S锕麓必须保证 2 Mn i的化学成分为碳、、、、硅锰琉磷五元素的含量。其中，和磷对于钢蠡属有害元紊 .量控制硫古得越低越好 I、、三元素的含量在保证钢碳硅锰

的薄弱环节 .要抗拉强度的控制得到改善，只 钢麓的性能也就能得到实质性的提高。因此， 我们确定选取抗拉强度作为因变量参与回归分析。 2。3确定自变量

根据长期的跟踪分析，并基于以下两方面的考虑，我们确定选取钢筋碳、、硅锰含量及其公称直径作为自变量参与回妇分析. ①由于昆钢多年来严格实行。料方针”精 .

筋力学性能符台标准规定的条件下，可根据企

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20年 I2 00、期

昆铜科技 2 碳当量”念的引入 s概

钢中硫和磷的含量一直控制得相当低，均值平分别处于 0 0 4￣和 0 O O这样一个水 .14 .Zl平，且离散度均较小，此硫和磷含量对钢而因

对方程②进行分析可知：钢筋抗拉强度就而言，个单位的碳含量对钢筋抗拉强度的影一响相当于十个单位的硅含量的影响，者相当或于六个单位的锰含量的影响。或者说，钢筋对

筋抗拉强度的影响可以不单独考虑，即不作为自变量参与回归分析。

②由于热轧带肋钢筋的强度计算是采用钢筋的理论截面积，筋的尺寸控制精度对其钢强度的影响是比较显著的；时，同的尺寸同相偏差值 (别是内径偏差值 )不同规格钢筋特对强度影响的相对量不同而且也是比较显著的 . 但在轧制工艺基本稳定的情况下，规格钢筋各的尺寸拉瓤精度基本保持稳定，时上述两方这

抗拉强度的影响，十个单位硅含量相当于一个单位的碳含量、个单位的锰含量相当于一个六单位的碳含量。由此引人当量概念：碳的C= C+ 1 I S+ 1 6/ O i/ Mn………………………………………

③

将③式带^方程②得：=

3 6 5 0一 3…………………… 7+ l( D………………

面的影响就综合体现在相应的钢筋截面积上。 换句话说，然钢筋的公称直径在一定意义上虽是一个虚数”但它综合代表了此时工艺条件，下上述两方面因素对钢筋强度的影响 .因此，

④

从方程④可以看出，碳当量是钢中碳“硅、含量对钢筋抗拉强度的综合影响关系，锰而且“当量”与钢筋抗拉强度呈正相关关碳值

在分析时把钢筋公称直径作为影响其强度的一

系。因此，当带肋钢筋公称直径一定时，制其控抗拉强度的直接手段就是调整钢的‘当量”碳 值的大小。 2 6综合分析

个自变量参与回归分析。

2 4回归方程及其分析

以钢筋抗拉强度为因变量，钢筋碳、、以硅 锰含量及其公称直径为自变量 . 10对 3 5批2 Mn i轧带肋钢筋生产检验数据进行回归 0 S热分析，出下列回归方程；得口 b= 3 6+ 5 O+ 5 S+ 8 M n一 3…… 7 IC 3 i 7 D………………一

碳当量值的增加可以使钢筋抗拉强度升高，抗拉强度仅是热轧带肋钢筋质量的一个但方面。通过对钢中碳、、含量对钢筋屈服强硅锰

度和延伸率影响的分析可知，当量 ( )钢碳值与筋屈服强度星正相关关系，钢筋延伸率星负与

①;; ;

显著性参数 F 13 8一 2 .式中； C——钢中碳含量S一一钢中硅含量 M n—钢中锰含量—

相关关系。也就是说，太碳当量 ( )对钢增值将筋形成三方面的影响：筋抗拉强度升高、钢钢

筋屈服强度升高、筋延伸率下降。但钢筋强钢度不是愈高愈好，别是钢筋屈服强度是不允特许超过一定限度的，建筑设计规范规定：如按一

D一一钢筋公称直径对回归方程进行显著性检验：

mm。

级抗震设计的建筑，所用主受力钢筋其

, l F0 5 0= 2.3 F4 01 P4.0 0 7} 0 .。 0: 3 2。 .3 , 1 3,l 3

查 F分布表： 0 1得 P.0 F 3∞ 4

( 3 MP 3 5 a级 )服强度实测值不得超过屈= 1 94} .

4 0 a

按二级抗震设计的建筑，所用主受 2 MP;其力钢筋 ( 3 MP 3 5 a级 )服强度不得超过屈 40 a 6 MP可见，质优良的热轧带肋钢筋要求品既要有较高的抗拉强度，要有适中的屈服强叉度和较好的延伸率，此，筋的碳当量 ( )因钢值

0.01

F ‘,>F 回归方程①高度显著。4, 3 1 00。

对方程①进行整理得：= 3 6 5 0 C+ 1 0 i 1 6 a) 3 7十 1( n+/M s一 D… …………………“

不是愈高愈好，是要结合企业实际生产条件而综合考虑其对钢筋性能的影畸，定最佳控制确

②

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6范围。

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20 00年 I2、期

钢 2 Mn i轧带肋钢筋的初验合格辜基本保 0 S热

昆钢自开始生产 2 M n i轧带肋钢筋以 0 S热

持在 9 . 以上，。钢牌轧带肋钢筋参 95为昆热

来，终重视对钢筋性能及其影响因素的鼹踪始分析和研究，此基础上提出了。规格按碳在分

与市场-争并树立起良好形象提供了可靠保竞证。

当量 ( )织轧制”值组的指导原则，:钢工序辟炼按给定的内控成分进行冶炼控制、钢工序按轧所轧制的钢筋规格进行铸坯成分的验收并控翻入炉 .这已成为了一条指导生产组织的工艺纪律 .由于严格坚持这条工艺纪律，年来，多昆

目前，钢采用 9 rm×9 rm连铸坯生昆 0 a 0 a

产的 2 Mn i 0 S带肋钢筋的碳当量( )|围值控{范 i为 04%~ 0 5,规格的控毒要求见表 .3 .6各 j1。

表 1

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