目前，我国城镇建筑主要是钢筋混凝土结构。因此在建筑结构中，钢筋起到了至关重要的角色。建筑用钢筋是我国钢材中单一品种产量和消费量最大的品种，占整个钢产量的1/5强——1年2亿吨！如果都按直径16mm计算，那么我国每年生产的钢筋连起来能绕地球3000圈！这么重要的钢筋，快随道哥来深度扒一扒钢筋的前世今生和家族成员吧。
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钢筋的前世今生
钢筋混凝土的使用有悠久的历史。20世纪初，人们第一次认识到作为混凝土结构的钢筋需要使用专门设计的钢材，于是第一部钢筋混凝土设计规范在欧洲和美国诞生。最初的技术只是采用简单的圆钢和方钢，后来也使用过钢轨和型钢。
真正建筑用钢筋的生产始于20世纪30年代，人们认识到除强度外，钢筋与混凝土之间的粘结性也是非常重要的性能。也就有了带肋钢筋的大范围应用，也就是我们经常听到的螺纹钢筋。
带肋钢筋画像
钢筋最重要的指标就是强度，根据最传统的概念，钢筋分为I级、II级、Ⅲ级和Ⅳ级，最小屈服强度分别是235MPa、335MPa、400MPa和500MPa。2018年最新颁布热轧钢筋标准又新增了V级钢筋，屈服强度要求为600MPa。
混凝土钢筋的高强度化是重要的发展方向。最初人们通过提高钢中碳、锰含量，生产出了最早的高强度钢筋，碳质量分数约为 0.35%，钢筋的屈服强度达到 350～400MPa。与此同时，另一种获得高强度钢筋的方法是冷变形，它是通过冷拉低碳钢来提高其强度，其主要问题是塑性低、与混凝土的粘结性能不好。热轧+扭弯工艺是欧洲曾经普遍应用的高强度钢筋生产技术，即“热轧扭钢筋”，屈服强度范围为 360～400MPa 级，少量也应用到500MPa 级。出于成本方面的考虑，“热轧扭钢筋”逐步消失并被同级的热轧钢筋取代。
进入20世纪70年代，焊接钢筋得到快速发展，促进了钢筋生产技术的转变。微合金化钢筋的开发，使得钢筋的生产技术前进了一大步。微合金化钢筋主要是利用 Ti、Nb、V 等微合金化元素，在低碳锰钢上生产出高强度钢筋，改善了钢筋韧塑性和焊接性。另一种新的钢筋热处理技术，即众所周知的“Tempcore”工艺和“Thermex”工艺首先在欧洲获得了成功应用，它被称为“余热处理钢筋”或“穿水钢筋”。这种钢筋利用轧后高温直接进行淬火，然后通过心部余热进行自回火。余热处理钢筋是目前欧洲高强度钢筋的主流生产工艺。此外还有一些预应力钢筋和热处理钢筋，强度更高，但用量极少。
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现行主要生产工艺
微合金化和余热处理是当前国外焊接高强度钢筋生产的两种主要工艺，目前世界各国广泛使用的高强度钢筋，包括 400MPa（Ⅲ级）、500MPa（Ⅳ级）、600MPa（Ⅴ级）钢筋，基本上都采用这两种工艺生产。
微合金化技术主要是通过冶金方法在20MnSi钢的基础上添加微量的合金元素，通过析出强化和晶粒细化的手段达到提高钢材力学性能的目的。现行工艺最经济有效的是钒和钒氮微合金化技术。
轧后余热处理技术不需要添加微合金元素，通过热轧后直接在线淬火，使表面得到马氏体组织，然后利用钢材心部余热对钢筋表层马氏体进行回火处理。因此余热处理钢筋是依靠表层回火马氏体组织进行强化来提高强度，成本比微合金化热轧钢筋低。
这两类钢筋因合金成分设计、组织结构的差异，对钢筋的使用性能，如抗震、疲劳、焊接、应变时效等有明显影响，导致建筑施工规范也有明显区别。我国是地震多发国，一半以上的城市位于地震基本烈度7度或7度以上地区，6度及6度以上地区占国土面积的79%。建筑行业出于对建筑安全性的考虑，普遍选用抗震性能更好的热轧带肋钢筋。
由于成本原因，许多钢厂通过一定手段采用余热处理钢筋（也称穿水钢筋）冒充热轧钢筋销售，这给建筑物带来巨大的安全隐患，引起全社会的强烈关注。为应对钢筋质量问题的挑战，国家修订并颁布了中国热轧带肋钢筋新标准GB/T 1499.2-2018，加强了对金相组织检验的要求，力求避免余热处理钢筋冒充热轧钢筋使用，以保证建筑物的安全性。
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余热处理钢筋是如何冒充热轧钢筋的？
那么，随道哥一起扒一扒，余热处理钢筋是如何冒充热轧钢筋的呢？一方面，穿水钢筋与微合金化钢筋的力学性能要求和特征相近，外观也无法甄别。虽然通过钢筋的横断面显微组织可以判断，但这是非常专业的工作，而且以往的热轧钢筋标准并没有详细规定它们的区别。另外，道哥不得不“佩服”的是，现在钢厂在用“穿水”工艺生产“冒牌”热轧钢筋时，有意在钢中加入少量的微合金化元素钒，在化学成分上“貌似”具备了热轧高强度钢筋的特征。但是这些少量的钒起不到显著的提高强度作用，只是穿水钢筋的伪装。这就给区别两种钢筋增加了技术难度。幸好，厉害了我的国，今年及时修订了钢筋标准，加强了显微组织检验要求，为揪出“李鬼”提供了技术依据。
热轧钢筋在整个横截面上都是均匀的金相组织，“铁素体+珠光体”组织。而穿水钢筋是由心部“铁素体+珠光体”和近表面“回火马氏体”两类截然不同的组织构成。穿水的程度越深，回火马氏体组织的深度越深，两种组织的截面反差越明显。甚至还可能出现“回火马氏体+贝氏体”的过渡层组织。
由于组织特征的不同，带来了钢筋横断面硬度分布的不同。微合金化热轧钢筋由于均匀统一的铁素体+珠光体组织，钢筋的硬度从表面的心部的硬度是均匀的。而穿水钢筋的表面由于回火马氏体组织，其硬度远超心部的铁素体+珠光体组织，因此形成了“外硬内软”的不均匀硬度分布。
热轧钢筋横断面硬度
穿水钢筋横断面硬度
