耐候高強(qiáng)度螺栓鋼耐典型工業(yè)大氣環(huán)境腐蝕性能研究

于 強(qiáng)，朱思遠(yuǎn)，王舒蕊，王青峰，顧曉勇，張 瑞，楊照軍

(1.燕山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004；2.中鐵山橋集團(tuán)，河北 山海關(guān) 066000；3.南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210000；4.安徽長江緊固件有限責(zé)任公司，安徽 六安 237000)

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作為連接件的高強(qiáng)度螺栓在各種建筑、鋼結(jié)構(gòu)橋梁等工程中被廣泛應(yīng)用。由于高強(qiáng)度螺栓大都直接暴露在大氣環(huán)境中，長期受到腐蝕性離子侵蝕，因此極易發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，最終造成失效斷裂，大大縮短其使用壽命。因此，亟需研制出具有一定耐蝕性的高強(qiáng)度螺栓滿足應(yīng)用需求[1-6]。我國高強(qiáng)度螺栓大多采用20MnTiB、35VB、40Cr、35CrMo 鋼、35VB 螺 栓 鋼、20MnTiB 鋼等結(jié)構(gòu)鋼。為了提高螺栓的耐蝕性，一般是在螺栓出廠前對其進(jìn)行表面處理，如噴砂、拋光等手段，但這些表面處理方法卻無法保證螺栓的長期耐蝕性能，短則數(shù)月、長則數(shù)年，螺栓就會產(chǎn)生銹蝕，仍然需要反復(fù)涂裝或者更換螺栓，增加了維修成本，也對環(huán)境產(chǎn)生一定污染[7，8]。針對如何提高高強(qiáng)度螺栓鋼的耐蝕性問題，國外采取通過添加Cu-Cr-Ni 耐候合金元素和Nb-V-Ti-B 微合金化元素的方法，研制了耐候高強(qiáng)度螺栓鋼。美國頒布的ASTM F3125/F3125M-2015a“經(jīng)熱處理的最低拉伸強(qiáng)度為120 ksi(830 MPa)和150 ksi(1 040 MPa)且具有英制和米制尺寸的鋼和合金鋼制高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)螺栓的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格”已經(jīng)將耐候螺栓(即Type3 螺栓)納入標(biāo)準(zhǔn)體系，既保證了螺栓強(qiáng)度與抗延遲斷裂性能等常規(guī)力學(xué)性能，又提高了其在大氣環(huán)境下的耐蝕性，同時降低了工程投資維修的費(fèi)用[9-11]。李昊等[12]研究了Cu 對42CrMoV 高強(qiáng)度螺栓鋼腐蝕行為的影響，結(jié)果表明向鋼中加入0.42%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Cu之后，試驗(yàn)鋼的腐蝕失重率明顯降低。……