HRB400级热轧带肋钢筋是指屈服强度为400N/mm2的钢筋。当钢中加入微量合金元素V、Ti或Nb后可使晶粒细化、改善延性、碳含量降低,而钢筋屈服强度提高,并具有良好的可焊性。用于建筑工程可大量节省钢材,提高建筑结构的抗震性能和整体质量水平,是HRB355二级钢筋的升级换代产品。HRB400级钢筋是目前国内重点推广的新钢种之一,它包含20MnSiV、20MnSiNb和20MnTi三个品种,在国内得到越来越多的应用。
1.主要化学成分
HRB400级钢筋对20MnSi化学成分作了微调,调整了钢材中C、Si、Mn元素的含量,添加了V、Nb、Ti微合金元素。利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用,细化钢的晶粒,改善金相组织,提高了钢材的强度,其他化学成分如C、Mn、Si与原II级钢无大差别,见下表。
2.HRB400级钢筋的优良特性
HRB400级钢筋具有很高的强度,这一点非常适合于结构的主要受力钢筋,在承受相同的荷载条件,可以使同一构件配筋率相对减少,方便了施工操作,降低了施工能耗,作为为一种新型的材料和技术,大大降低了施工成本的投入。新编的国家标准《混凝土结构设计规范》(GB5O0l0-2002)中也表述:“提倡用HRB400级钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋,推进我国在工程实践中提升钢筋强度等级。”
HRB400级钢筋的主要性能优点有:
(1)强度高、安全储备大
利用提高钢筋设计强度而不是增加用钢量来提高建筑结构的安全可靠度水准是一项经济合理的选择。HRR400的设计强度为360MPa,屈服强度为4000MPa,抗拉强度为57OMPa,比HRR335的强度高16%~20%。而HRB335钢筋强度相对较低,尺寸效应大,直径25mm以上强度大幅度下降。如细直径 (6mm~10mm)HRR400钢筋取代传统HPB235级钢筋,其强度设计值由2lOMPa提高到360MPa,可大大降低配筋率。
(2)工艺性能优良
具有优良的冷弯性能,有明显的屈服台阶,且应变时效敏感性低,加入钒的HRB400级钢筋对低碳钢应变时效具有强烈的抑制作用。
(3)焊接性能良好
采用微合金化工艺,碳当量较低,且微合金元素能够阻止焊接后晶粒的长大,焊接性能良好。
(4)强屈比和延伸性能良好
HRB400级钢筋伸长率≥14%;均匀伸长率为14%左右;强屈比σb/σs≥1.25;屈服强度与强度标准值比≤1.3。故延性很好,有利于结构抗震和结构塑性内力重分布。
(5)抗锈蚀和耐高温性能良好:与冷拔、冷轧带肋钢筋相比具有很好的耐锈蚀和耐高温性能。
(6)经济效益明显
①加工成本较低
由原来的低合金化转向新的徽合金化,钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti)含量仅为0.04%左右,故成本较低。目前,同等规格HRB400级钢筋与HRB335级钢筋相差不足100元/t,按强度价格比计算,具有明显的优势。
②应用成本较低
相关资料研究表明,HRB400级钢筋较HRB335级钢筋节材15%,节约钢筋资源约5%~8%。细直径 (6mm~10mm)HRB400钢筋较HPB235级钢节材42%。