螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称,属于建筑用钢材的重要类别,其表面带有纵向和横向的肋条,广泛应用于房屋、桥梁、道路等土木工程。以下是对其的全方位阐述:
一、定义与基本特性
定义
螺纹钢是通过热轧工艺生产的带肋钢筋,表面带有螺旋形、人字形或月牙形横肋,公称直径范围通常为6-50mm,主要用于混凝土结构中的受力钢筋,增强结构承载能力。核心特性
强度与粘结力:肋条设计显著提高与混凝土的粘结强度,屈服强度可达335-500MPa(HRB335至HRB500)。
抗震性能:抗震型螺纹钢(如HRB400E)通过强屈比≥1.25、总延伸率≥9%等指标提升抗震能力。
规格多样性:按直径分为小直径(6-12mm)、中直径(14-25mm)、大直径(28-50mm),定尺长度多为9-16m。
二、分类与标准
按性能等级分类
二级螺纹钢(HRB335):老牌号为20MnSi,屈服强度≥335MPa,已逐步淘汰。
三级螺纹钢(HRB400):主流产品,屈服强度≥400MPa,广泛用于普通建筑。
四级螺纹钢(HRB500):高强度,屈服强度≥500MPa,适用于大跨度桥梁等工程。
按生产工艺分类
普通热轧钢筋:通过热轧直接成型,金相组织为铁素体+珠光体。
细晶粒热轧钢筋(HRBF):采用控轧控冷(TMCP)技术细化晶粒,强度更高。
执行标准
国家标准:GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》。
国际标准:ASTM A615、JIS G3112等。
三、生产工艺
原料与加热
采用碳素结构钢或低合金钢坯,加热温度控制在1100-1250℃,确保均匀变形。
轧制与控冷技术
多切分轧制:提高生产效率,如某钢厂日产达5500-5800吨。
控轧控冷(TMCP):通过奥氏体未再结晶区轧制和快速冷却,细化晶粒,提升强度(如HRB400E屈服强度达450MPa)。
微合金化技术
添加铌(Nb)、钒(V)、钛(Ti)等元素,细化奥氏体晶粒,减少合金成本(如Ti微合金化螺纹钢成本降低15%)。
四、应用领域
建筑工程
主体结构:作为梁、柱、墙、板的主筋,承担荷载传递功能。
特殊工程:桥梁、隧道、水坝等基础设施中的预应力混凝土配筋。
工业制造
机械结构:用于设备框架、支架等承重部件。
船舶与车辆:船体龙骨、汽车底盘等结构件。
五、质量要求与检测
力学性能
拉伸试验:测定屈服强度、抗拉强度(HRB400抗拉强度≥540MPa)。
弯曲试验:180°弯曲无裂纹,检验冷弯性能。
尺寸偏差
直径允许偏差±0.4mm(φ8mm),重量偏差≤±7%(国标要求)。
表面质量
无裂缝、结疤,端头切平,定尺长度偏差0-+50mm。
六、市场与发展趋势
供需现状
产量:中国年产量约1.8亿吨,占全球螺纹钢总产量的50%以上。
价格波动:2025年二级螺纹钢价格约3680-3780元/吨,三级螺纹钢约3720-3790元/吨,受库存、期货及原材料影响显著。
技术趋势
低碳化:推广电炉短流程生产,减少碳排放(如武钢“低碳钢筋”碳排放降低45%)。
高强度化:开发HRB600、CRB600H等高强钢筋,减少用钢量12%以上。
政策推动
国家要求2025年500MPa级螺纹钢使用量占比超25%,推动绿色建筑发展。
七、与相关钢材的区别
表面 | 纵向螺纹或月牙形横肋 | 螺旋形横肋 | 光滑无肋 |
规格 | 6-50mm | 6-14mm | 5.5-12mm |
用途 | 主筋、柱筋 | 箍筋、分布筋 | 配筋、焊接件 |
交货形式 | 直条(9-16m) | 盘卷 | 盘卷 |