温州不锈钢管厂家针对近期生产的一批屈服强度偏低的不锈钢管抗震钢筋样品进行了化学成分、金相组织、氧氮含量等分析，结果表明：屈服强度低的不锈钢管组织为正常的铁素体+珠光体，钢中的C，Si，Mn，V等合金强化元素含量正常，只有当钢中N含量达到一定程度，析出强化才能达到最佳效果。通过改进微合金化方式，使用钒氮合金进行微合金化，有效提高和稳定了钢中的氮含量，提高了不锈钢管的屈服强度。不锈钢管是目前国内强度级别最高的热轧钢关，在高层建筑及重大基础设施钢筋混凝土中得到了广泛应用。特别是汶川大地震后，国家对强地震带的房屋建筑抗震级别从7级提高到了9级以上，核电站、超高层建筑等重点工程采用高级别抗震不锈钢管是设计规范的强制性要求。钢管的屈服强度决定了钢筋混凝土结构能够承受的最大强度，混凝土结构中的钢筋必须具有足够高的强度，才能安全地承受设计载荷。国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》对抗震不锈钢管的屈服强度要求不低于500MPa。

   为降低合金成本，温州不锈钢管厂家生产的高强度不锈钢管，炼钢工艺采用了微氮合金+钒铁进行钒氮合金化，以提高钢中的氮含量，促进VN化合物的析出，提高螺纹钢筋的强度。近期生产的一批22mm的不锈钢管出现了屈服强度小于515MPa的内控要求，甚至低于国家标准的500MPa的现象。为找出原因，对此批钢筋的炼钢和轧钢生产情况及工艺进行了调查，同时对性能不合格的样品进行了断口、成分、氮含量、显微组织等分析，与同一天生产的相同规格、性能合格的样品进行了对比分析。当天共连续轧制了10批次的22mm的高强抗震不锈钢管，其中6个批次屈服强度不合格，4个批次屈服强度合格。这10个批次的钢管采用了相同的轧制工艺，加热温度、开轧温度和终轧温度及上冷床回复温度等关键工艺参数均相同，但上述10个批次使用了不同时期冶炼的铸坯。

  当氮以自由态的形式存在钢中时，会恶化不锈钢管的性能，增加钢管脆性及时效性。但当钢中存在足够多的氮结合元素时，氮以化合态形式存在于钢筋中，此时氮的化合态析出物将能提高钢筋的力学性能。大量的研究结果表明，氮是含钒微合金钢中十分有效的合金元素，当不锈钢管中存在足够的氮元素和一定量氮结合元素时，在钢管终轧后续冷却过程中化合物能最大量析出。当钢管中的含量一定时，钢中氮含量越高，化合物析出量也越多，且析出物的粒度也越小，对钢筋强度性能的提高也越明显。细小弥散的析出相数量的增加，能显著提高钢筋的强度。由于钒在奥氏体中的溶解度较高，同时晶粒较细的钒碳氮化物在相变过程中或相变后在铁素体中的析出，是增加钢筋屈服强度的最重要原因。因此，向钢筋中加入氮元素，将会增加冷却过程中氮化钒形核的驱动力，导致更多的形核中心，最终获得晶粒更细的析出物，从而增加析出强化效果。化合物对高强螺纹钢筋的强化机理主要表现为析出强化和细晶强化，这两种强化机理均对屈服强度有贡献。但如果钢中的氮含量不足时，在钢筋的后续冷却过程中，氮化钒形核的驱动力将减弱，化合物的析出量将大大减少，钒的析出强化效果则不能很好地体现，此时主要体现为固溶强化，而固溶强化对屈服强度的贡献没有析出强化明显。因此当采用钒氮微合金化提高钢管力学性能时，一定要控制好钢中的氮含量，氮含量高有助于提高钢筋的屈服强度，但相应地会降低不锈钢管的强屈比性能。

  不合格原因根据上述分析，不锈钢管屈服强度低于标准要求的原因是钢筋中的氮含量偏低。导致钢筋中的氮含量低的原因是冶炼过程中使用了不同厂家生产的微氮合金，在后续的工序中又未能及时检测钢中的氮含量，也未根据钢坯成分的变化而及时调整轧制工艺。生产高强抗震不锈钢管，现场不能随意更改对钢管性能有重要影响的合金的使用，合金的质量和使用应稳定可控。微氮合金目前无相应的国家标准，不同厂家的质量差异较大，合金中的氮含量波动，将会显著影响钢中的有效氮含量。钢厂目前无相应的手段检测微氮合金中的氮含量，对采购的微氮合金质量无法有效评估，也就不能很好地指导合金添加量，只能按经验添加，因此钢筋中的氮含量波动很大，最终带来钢筋性能的波动大。因此生产高强不锈钢管最好不采用微氮合金，而应采用钒氮合金，此时钢水中的氮含量与钒含量的配比能较好地控制。生产高强度不锈钢管，在炼钢过程中应在中间包取样，监控钢中的氮含量。如钢中氮含量较低，对应炉批号应按异常坯处置，根据其具体成分及氮含量决定改判成低级别钢筋用坯或改变后续的轧制工艺，以确保轧制钢筋的力学性能。采用钒氮合金生产高强度不锈钢管，钢中的氮含量波动较小，能较好地控制钢中的钒氮比，冶炼坯轧制的高强度不锈钢管性能良好，屈服强度稳定控制在550MPa左右。