钒微合金化试验结果与讨论

钒微合金化钢筋的应变时效敏感性明显低于余热处理钢筋,特别是钢筋延性的减低率只有1.4%,而余热处理钢筋延性的减低率为12.8%。其原因主要是微合金元素钒的加入,吸收了钢中自由的间隙元素N和C,防止了间隙元素在位错线周围的钉扎,起到了净化基体的作用。钒微合金化钢筋中的V、N比为7.0,而余热处理钢筋中不含V,没有抑制应变时效的作用。可见较低的应变时效敏感性对于保证经一定时间使用后的钢筋仍然保持高的延性、提高钢筋的抗震性能具有十分重要的意义。  
  微合金化钢筋的常温、低温冲击韧性优于余热处理钢筋,特别是常温冲击韧性。两种钢筋的韧脆转变温度分别为<-40℃和-36℃。这与微合金化钢筋具有较低的含C量和较细晶粒尺寸有关。
  两种钢筋在应变控制模式下(腻t=4%)的应力-应变滞后环,曲线封闭、光滑,说明应变控制过程良好。根据应力-应变滞后环得到的应力响应特征曲线(应力幅值与循环周次的关系曲线)。
  两种钢筋的应力循环响应特征类似,在应变恒定的条件下,应力幅值基本保持不变,属于循环稳定材料。
  根据从半寿命应力-应变滞后环上所测得的弹性应变幅錯a、塑性应变幅錺a和应力幅骯,可以通过Hollomon公式对循环应力-应变关系进行数值拟合,无论是循环应变硬化系数还是循环应变硬化指数,钒微合金化钢筋都比余热处理钢筋高,说明钒微合金化钢筋的循环应变硬化能力比余热处理钢筋强。
  循环韧度是代表钢筋抗震性能的主要指标。钒微合金化钢筋的循环韧度值是余热处理钢筋的1.27倍,即在余热处理钢筋循环韧度的基础上,提高了27%。微合金元素钒的加入,在铁素体中细弥散地析出钒的碳氮化物,使循环塑性变形均匀分布,推迟了疲劳的裂纹。同时细化了铁素体晶粒,增加了总的晶界面积,一方面可以通过晶界阻碍疲劳裂纹的扩展;另一方面使晶界上的有害元素偏聚程度降低。这些因素都对提高钢筋的高应变低周疲劳性能和循环韧度有利。

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