【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、钢加强筋(钢筋)用于提高混凝土在张力和剪切力下的强度，但未涂覆的钢筋的耐腐蚀性很低。当钢筋发生腐蚀时，其体积膨胀，最终将其周围的混凝土推开并使混凝土开裂。假如有足够的腐蚀，就会导致主结构问题，例如混凝土裂开(即部分混凝土断开)，以及剥落(即较宽的裂缝层使钢筋与围绕钢筋的混凝土分离)。在任一种情况下，该腐蚀导致混凝土的严重结构损伤，存在灾难性故障风险并且需要大修或更换。
2、关于钢筋，在制造后，钢筋可能在大气湿度或雨水存在下发生腐蚀，导致在外表面上形成不利的铁氧化物，这降低了钢筋的可销售性。钢筋浸入混凝土中之后，腐蚀可能导致严重的结构劣化，这通常通过由于氯离子的存在而产生的点状腐蚀。后者这种腐蚀可能严重限制使用钢筋的混凝土结构的寿命。
3、存在多种用于改进钢筋的耐腐蚀性的方法。这些选项中的很多种会给钢筋带来昂贵的额外成本并且功效存在固有局限。例如，已知环氧涂层在使用中会从钢筋上剥落，因此提供非常有限的耐腐蚀性。在镀锌过程中产生的锌层在混凝土凝固过程中容易受到液体混凝土混合物的侵袭，导致其功效降低，并且需要更厚的涂布层，因此需要更高的成本。此外，再例如，通过热浸镀涂布法的镀锌以及环氧涂层带来其他制造步骤，这些步骤不容易整合到现代的高产量钢筋制造方法中。
4、存在纯不锈钢钢筋和不锈钢包覆钢筋，但对于大多数应用而言，其成本过于昂贵。
技术实现思路
1、根据本专利技术的一个实施方式，钢部件包含碳钢钢筋和与钢部件冶金结合并且包含铁素体不锈钢的
2、在碳钢钢筋与外层涂层之间可能存在相互扩散区，其中，相互扩散区的组成从涂层的组成向碳钢钢筋的组成连续变化。相互扩散区的宽度可以为10纳米至10微米。
3、不锈钢涂层可以包括冷喷涂涂层、热喷涂涂层、等离子体喷涂涂层、激光沉积涂层、双丝电弧喷涂涂层或电弧堆焊涂层。不锈钢涂层的平均厚度可以为20微米至100微米。不锈钢涂层可以包含316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种。所述316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种可以与金属碳化物或金属氧化物混合。金属碳化物可以包括碳化铬、碳化钼、碳化硅或碳化锰中的至少一种。
4、在一些实施方式中，不锈钢涂层包含：
5、12-25重量％的铬(cr)；
6、2-10重量％的钼(mo)；和以下的至少一种以上：
7、0-10重量％的铝(al)；
8、0-5重量％的硅(si)；
9、0-5重量％的镍(ni)；
10、0-1.0重量％的锰(mn)；
11、0.0-0.1重量％的碳(c)；
12、0.0-0.1重量％的氮(n)；或
13、0.0-0.05重量％的硫(s)；以及
14、余量的铁(fe)。
15、在一些实施方式中，不锈钢涂层包含：
16、16-20重量％的铬(cr)；
17、3-6重量％的钼(mo)；和以下的至少一种以上：
18、0-4重量％的铝(al)；
19、0-2重量％的硅(si)；
20、0-0.1重量％的镍(ni)；
21、0.1-0.5重量％的锰(mn)；
22、0.0-0.1重量％的碳(c)；
23、0.0-0.1重量％的氮(n)；或
24、0.0-0.05重量％的硫(s)；以及
25、余量的铁(fe)。
26、不锈钢涂层可以包含面心立方晶体结构。不锈钢涂层可以包含铁素体/奥氏体双相微结构。不锈钢镀层可以为铁素体不锈钢。不锈钢涂层可具有足够的延展性：钢筋可以围绕直径为钢筋直径的3.5倍的物体弯曲达到180度而不出现不锈钢涂层的可见的开裂。不锈钢涂层可具有足够的延展性使得不锈钢涂层具有在断裂之前允许至少5％的伸长率的固有延展性。
27、根据本专利技术的另一实施方式，不锈钢涂覆的钢部件包含钢部件和与钢部件冶金结合的耐腐蚀铁素体不锈钢涂层。不锈钢涂层可以钝化钢部件以抗腐蚀。不锈钢涂层可以是冷喷涂涂层。不锈钢涂层可以是堆焊涂层。不锈钢涂层可以是双丝电弧喷涂涂层。不锈钢涂层可以是激光镀层。不锈钢涂层可以是热喷涂涂层。不锈钢涂层的平均粒径可以为500纳米至10微米。
28、在一些实施方式中，不锈钢涂层包含：
29、16-20重量％的铬(cr)；
30、3-6重量％的钼(mo)；和以下的至少一种以上：
31、0-4重量％的铝(al)；
32、0-2重量％的硅(si)；
33、0-0.1重量％的镍(ni)；
34、0.1-0.5重量％的锰(mn)；
35、0.0-0.1重量％的碳(c)；
36、0.0-0.1重量％的氮(n)；或
37、0.0-0.05重量％的硫(s)；以及
38、余量的铁(fe)
39、根据本专利技术的另一实施方式，形成钢部件的方法包括：提供具有外表面的钢部件，以及将外表面的至少一部分涂覆上包含与外表面形成冶金结合的铁素体不锈钢层的外层。冶金结合的外层涂层在钢部件上形成耐腐蚀涂层。
40、在一些实施方式中，涂覆可以包括在第一气体流路中向气体加热器中提供高压载气，从而沿第一气体流路将载气加热到高温。涂覆可以包括在第二气体流路中向不锈钢颗粒的颗粒进料器中提供高压载气，不锈钢颗粒由载气沿第二气体流路运载。涂覆可以包括在与第一和第二流路流体连通的喷涂喷嘴阵列处将第一流路中的加热载气与第二流路中运载的不锈钢颗粒混合。涂覆可以包括从喷嘴阵列中喷出气体与不锈钢颗粒的羽流，从而在输送钢部件穿过羽流时将钢部件的外表面涂覆上不锈钢涂层。喷出的不锈钢颗粒可以高速撞击钢部件表面并与钢部件表面形成冶金结合，从而形成铁素体不锈钢外涂层。高速可以为超音速。
41、在一些实施方式中，喷嘴阵列环绕钢部件，从而提供用羽流覆盖钢部件。高压可以为约700psi至约800psi。加热气体的高温为约900℃至约1100℃。
42、在一些实施方式中，不锈钢颗粒的平均粒径可以为5微米至25微米。不锈钢涂层的平均厚度可以为10微米至300微米。进一步地，不锈钢涂层的平均厚度可以为20微米至100微米。
43、在一些实施方式中，部件可以为钢轨、钢横梁、钢纵梁、钢棒、钢条或钢管。在一些实施方式中，部件可以为钢坯。
44、在一些实施方式中，形成钢部件的方法还可以包括将涂覆钢坯加热到1000℃至1300℃的温度。形成钢部件的方法还可以包括将涂覆不锈钢坯顺序地轧制成变形钢筋。形成钢部件的方法还可以包括将变形钢筋涂覆上包含与变形钢筋的外表面形成冶金结合的铁素体不锈钢层的外层。形成钢部件的方法还可以包括对经涂覆的变形钢筋进行热处理。热处理可以包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢部件，其包含：
2.如权利要求1所述的钢部件，其中，在所述碳钢钢筋与所述外层涂层之间存在相互扩散区，其中，所述相互扩散区的组成从所述涂层的组成向所述碳钢钢筋的组成连续变化，所述相互扩散区的宽度为10纳米至10微米。
3.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包括以下的至少一种：冷喷涂涂层、热喷涂涂层、等离子体喷涂涂层、激光沉积涂层、双丝电弧喷涂涂层或电弧堆焊涂层。
4.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包括316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种。
5.如权利要求4所述的钢部件，其中，所述316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种与金属碳化物混合。
6.如权利要求5所述的钢部件，其中，所述金属碳化物包括碳化铬、碳化钼、碳化硅或碳化锰中的至少一种。
7.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含：
8.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含：
9.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含面心立方晶体结构
10.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含铁素体/奥氏体双相微结构。
11.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层是铁素体不锈钢。
12.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层具有足够的延展性：
13.一种不锈钢涂覆的钢部件，其包含：
14.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层钝化所述钢部件以抗腐蚀。
15.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层是冷喷涂涂层。
16.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层是堆焊涂层。
17.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层是双丝电弧喷涂涂层。
18.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层的平均粒径为500纳米至10微米。
19.如权利要求10所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层包含：
20.一种形成钢部件的方法，所述方法包括：
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述涂覆包括：
22.如权利要求21所述的方法，其中，
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述不锈钢颗粒的平均粒径为5微米至25微米。
24.如权利要求21所述的方法，其中，所述不锈钢涂层的平均厚度为20微米至300微米。
25.如权利要求20所述的方法，其中，所述钢部件为钢坯、钢轨、钢横梁、钢纵梁、钢棒、钢条或钢管。
26.如权利要求22所述的方法，其中，
27.权利要求26所述的方法，其还包括：
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述热处理包括激光加热。
29.如权利要求21所述的方法，其中：
30.一种用于将不锈钢涂层施加到钢部件表面的涂层沉积系统，所述系统包括：
31.如权利要求30所述的系统，其中，所述喷涂喷嘴阵列与所述不锈钢颗粒进料器流路以颗粒物流通的方式连通并且被配置为使得对于喷嘴阵列中的各个喷嘴：
32.如权利要求30所述的系统，其还包括：
33.如权利要求30所述的系统，其中，所述气体包括氮气(N2)、氦气(He)、空气、氩气(Ar)、氙气(Xe)或形成气(N2中5％H2)中的至少一种。
34.如权利要求30所述的系统，其中，
35.如权利要求30所述的系统，其中，
36.如权利要求30所述的系统，其中，所述不锈钢颗粒的平均粒径为5微米至20微米。
37.如权利要求30所述的系统，其中，所述不锈钢涂层的平均厚度为10微米至100微米。
38.如权利要求30所述的系统，其中，
39.如权利要求38所述的系统，其中，所述不锈钢涂层具有体心立方铁素体基体。
40.一种将不锈钢涂层施加到钢部件上的方法，其包括：
41.如权利要求40所述的方法，其中，所述喷嘴阵列中的各个喷嘴：
42.如权利要求40所述的方法，其中，
43.如权利要求40所述的方法，其中，所述不锈钢外涂层包含铁素体不锈钢。
44.如权利要求43所述的方法，其中，
45.如权利要求44所述的方法，其中，所述方法还包括：
46.如权利要求40所述的方法，其中，所述不锈钢涂层包括316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种。
47.如权利要求...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种钢部件，其包含：
2.如权利要求1所述的钢部件，其中，在所述碳钢钢筋与所述外层涂层之间存在相互扩散区，其中，所述相互扩散区的组成从所述涂层的组成向所述碳钢钢筋的组成连续变化，所述相互扩散区的宽度为10纳米至10微米。
3.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包括以下的至少一种：冷喷涂涂层、热喷涂涂层、等离子体喷涂涂层、激光沉积涂层、双丝电弧喷涂涂层或电弧堆焊涂层。
4.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包括316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种。
5.如权利要求4所述的钢部件，其中，所述316不锈钢、2205不锈钢或304不锈钢中的至少一种与金属碳化物混合。
6.如权利要求5所述的钢部件，其中，所述金属碳化物包括碳化铬、碳化钼、碳化硅或碳化锰中的至少一种。
7.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含：
8.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含：
9.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含面心立方晶体结构。
10.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层包含铁素体/奥氏体双相微结构。
11.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层是铁素体不锈钢。
12.如权利要求1所述的钢部件，其中，所述不锈钢涂层具有足够的延展性：
13.一种不锈钢涂覆的钢部件，其包含：
14.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层钝化所述钢部件以抗腐蚀。
15.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层是冷喷涂涂层。
16.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层是堆焊涂层。
17.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层是双丝电弧喷涂涂层。
18.如权利要求13所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层的平均粒径为500纳米至10微米。
19.如权利要求10所述的涂层，其中，所述不锈钢涂层包含：
20.一种形成钢部件的方法，所述方法包括：
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述涂覆包括：
22.如权利要求21所述的方法，其中，
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述不锈钢颗粒的平均粒径为5微米至25微米。
24.如权利要求21所述的方法，其中，所述不锈钢涂层的平均厚度为20微米至300微米。
25.如权利要求20所述的方法，其中，所述钢部件为钢坯、钢轨、钢横梁、钢纵梁、钢棒、钢条或钢管。
26.如权利要求22所述的方法，其中，
27.权利要求26所述的方法，其还包括：
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述热处理包括激光加热。
29.如权利要求21所述的方法，其中：
30.一种用于将不锈钢涂层施加到钢部件表面的涂层沉积系统，所述系统包括：
31.如权利要求30所述的系统，其中，所述喷涂喷嘴阵列与所述不锈钢颗粒进料器流路以颗粒物流通的方式连通并且被配置为使得对于喷嘴阵列中的各个喷嘴：
32.如权利要求30所述的系统，其还包括：
33.如权利要求30所述的系统，其中，所述气体包括氮气(n2)、氦气(he)、空气、氩气(ar)、氙气(xe)或形成气(n2中5％h2)中的至少一种。
34.如权利要求30所述的系统，其中，
35.如权利要求30所述的系统，其中，
36.如权利要求30所述的系统，其中，所述不锈钢颗粒的平均粒径为5微米至20微米。
37.如权利要求30所述的系统，其中，所述不锈钢涂层的平均厚度为...
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