高性能钢材应用技术

高性能钢材应用技术

5.1.1 技术内容

选用高强度钢材(屈服强度ReL≥390Mpa),可减少钢材用量及加工量,节约资源,降低成本。为了提高结构的抗震性,要求钢材具有高的塑性变形能力,选用低屈服点钢材(屈服强度ReL=100~225Mpa)。

国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中规定八个牌号,其中Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690属高强钢范围;《桥梁用结构钢》GB/T 714有九个牌号,其中Q420q、Q460q、Q500q、Q550q、Q620q、Q690q属高强钢范围;《建筑结构用钢》GB/T 19879有Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ三个牌号属于高强钢范围;《耐候结构钢》GB/T 4171,有Q415NH、Q460NH、Q500NH、Q550NH属于高强钢范围;《建筑用低屈服强度钢板》GB/T 28905,有LY100、LY160、LY225属于低屈服强度钢范围。

5.1.2 技术指标

钢厂供货品种及规格:轧制钢板的厚度为6~400mm,宽度为1500~4800 mm,长度为6000~25000mm。有多种交货方式,包括:普通轧制态AR、控制轧制态CR、正火轧制态NR、控轧控冷态TMCP、正火态N、正火加回火态N+T、调质态QT等。

建筑结构用高强钢一般具有低碳、微合金、纯净化、细

晶粒四个特点。使用高强度钢材时必须注意新钢种焊接性试验、焊接工艺评定、确定匹配的焊接材料和焊接工艺,编制焊接工艺规程。

建筑用低屈服强度钢中残余元素铜、铬、镍的含量应各不大于0.30%。成品钢板的化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。

5.1.3 适用范围

高层建筑、大型公共建筑、大型桥梁等结构用钢,其它承受较大荷载的钢结构工程,以及屈曲约束支撑产品。

5.1.4 工程案例

国家体育场、国家游泳中心、昆明新机场、北京机场T3航站楼、深圳湾体育中心等大跨度钢结构工程;中央电视台新址、新保利大厦、广州新电视塔、法门寺合十舍利塔、深圳平安金融中心等超高层建筑工程;重庆朝天门大桥、港珠澳大桥等桥梁钢结构工程。

500MPa级高性能钢(Q500qE)在铁路钢桥中的应用研究

500MPa级高性能钢(Q500qE)在铁路钢桥中的应用研究 高性能钢是一种综合优化了材料力学性能,便于加工制造,可用于低温和腐蚀环境,具备较高性价比的桥梁结构用钢。它不仅保持了较高的强度,而且在材料的耐候性能、可焊性和抗脆断性能等方面都比传统的钢材有明显的提高和改善。 高性能钢在相当程度上代表着钢桥用材的发展方向。本文针对国产新型 500MPa级高性能钢(Q500qE)的力学性能进行了系统和全面的试验研究,力图解 决高性能钢在大跨度铁路桥梁工程中推广使用所面临的技术问题。 通过对500MPa级高性能桥梁钢(Q500qE)的材料和板状试样的拉伸和低应力循环、低温冲击、疲劳裂纹扩展、断裂韧性(CTOD)、铁路钢桥典型构造细节疲劳、宽板拉伸和全尺寸模型梁的静载试验和有限元分析计算等力学性能试验和研究,得到如下研究结论:①材料的屈强比与其塑性、疲劳裂纹扩展速率、低应力循环性能和断裂韧性(CTOD)关系不大,Q500qE母材虽然屈强比不同,但其延伸率都在20%以上,具有良好的塑性和较好的止裂能力以及对应力集中的再分配能力。另外,Q500qE高性能桥梁钢母材韧脆转变温度比Q370qE和Q345qD桥梁钢大大降低,具有良好的低温冲击韧性,焊缝金属韧脆转变温度与Q370qE桥梁钢焊缝相当。 ②随着温度的降低,44mm以下板厚Q500qE母材的断裂韧性(CTOD)变化不大,但60mm板厚Q500qE母材的断裂韧性(CTOD)在温度降至-40℃以下后,有较大幅度的降低。各种板厚的Q500qE焊缝的断裂韧性(CTOD)都比母材低。 ③本文提出了结合BS7910:2005对桥梁钢断裂韧性(CTOD)值进行评判,这个评定方法为运用断裂韧性(CTOD)试验评定桥梁钢及其焊接接头的断裂韧性提供了依据。④铁路钢桥5种典型构造细节的疲劳试验表明,Q500qE高性能钢与目前普遍使用的Q370qE桥梁钢对比,其典型构造细节的疲劳强度都略有提高,Q500qE

建筑用耐火钢的研究现状及发展趋势3篇

建筑用耐火钢的研究现状及发展趋势 3篇 建筑用耐火钢的研究现状及发展趋势1 建筑用耐火钢的研究现状及发展趋势 随着科技的不断进步,建筑钢材在安全性和寿命方面也越来越受到关注。而在这其中,耐火钢的研究和运用将会越来越重要和必要。本文将围绕建筑用耐火钢的研究现状和未来发展趋势展开探讨。 当前建筑用耐火钢的研究现状 在当前,钢的应用越来越多样化,特别是在建筑领域。而耐火钢则是通过化学、物理等手段控制元素组成比例,在钢材中形成高铝、高硅等金属硬质相结合的复合材料钢。这种耐火钢具有防火、高温耐腐蚀等优点,是一种优质的建筑材料。 目前相关研究学者已在国内外开展了广泛的耐火钢研究,其中不乏优秀的成果。在材质方面,早期的耐火钢主要以氯硅酸铝质、氟硅酸钙铝、镁铝质为主,经过多年的研究,发现添加铬、钼等元素可以使材质的抗压强度、热稳定性和氧化腐蚀比等性能得到进一步提升。 此外,近些年来,人们开始关注耐火钢与其他材料的结合应用,如将其与混凝土等材料进行组合建筑。这种建筑方式具有广阔

的发展前景,因为这样既能够保证建筑力量的强度、防火性能,又能提高建筑的装饰性和舒适性。 未来发展趋势 未来建筑用耐火钢的发展将会有以下趋势: 1. 与新型建筑技术的应用结合 未来建筑将沿着更加节能环保的方向发展,这将改变以往传统建筑用钢的应用方式。建筑用耐火钢应用将会在高层建筑、大跨度公共设施等领域发挥更大的作用。如结合钢结构建筑、固体氧化物燃料电池等新能源技术将会成为建筑用耐火钢的重要应用领域。 2. 拓宽应用范围 目前建筑用耐火钢的应用主要集中在大型建筑中,未来,建筑用耐火钢在家居装饰、表面涂层等方面的应用将会得到进一步拓展,这将会成为耐火钢的新的应用领域。 3. 优化性能 未来在建筑用耐火钢的应用上,人们将更加注重材质的质量和性能的优化。针对不同的应用场景,研究人员将会选择不同的材质、不同的元素组成方式,以满足各种建筑用途需要。

高强钢行业研究现状

高强钢行业研究现状 概述: 高强钢是一种具有较高强度和较好塑性的特种钢材,广泛应用于汽车、航空航天、建筑工程和能源等领域。本文将对高强钢行业的研究 现状进行分析和总结。 1. 高强钢的定义和分类 高强钢是指抗拉强度大于600MPa的钢材,其具有较高的屈服强度、冲击韧性和导热性能。根据不同的化学成分和加工工艺,高强钢可以 分为合金结构钢、低合金高强度钢和双相钢等。 2. 高强钢的应用领域 高强钢在汽车制造业中的应用越来越广泛。它可以用于汽车车架、 车身板件和发动机零部件等关键部位,帮助降低汽车重量、提高碰撞 安全性能。此外,高强钢还可以用于建筑工程中的结构件、桥梁和海 洋平台等领域。 3. 高强钢行业的研究进展 高强钢行业一直在不断进行创新和研究,以满足不同领域对高强度 材料的需求。近年来,通过调整合金成分、改变热处理工艺以及引入 先进的制造技术,高强钢的力学性能和工艺性能得到了显著提升。 4. 高强钢的生产技术

高强钢的生产技术包括熔炼、连铸、轧制和热处理等环节。其中, 采用中厚板连铸轧制技术可以生产高品质和高强度的高强钢板。热处 理工艺是高强钢生产中不可忽视的一环,通过控制冷却速度和温度, 可以调控高强钢的组织和性能。 5. 高强钢行业的发展趋势 随着汽车工业和建筑工程的快速发展,对高强钢的需求将不断增加。未来,高强钢行业将更加关注节能减排和环境保护,通过提高资源利 用率和降低材料消耗来推动行业的可持续发展。此外,高强钢的多功 能化和高性能化也将成为发展的重点。 结论: 高强钢作为一种具有广泛应用前景的特种钢材,正受到越来越多领 域的关注和重视。在不断发展创新的同时,高强钢行业需要加强合作 与交流,共同推动行业的发展和进步。 参考文献: [1] 林志强. 高强钢及其应用[J]. 金属功能材料, 2019, 26(5): 21-24. [2] 翟文周, 高河诺. 高强度热轧车轴钢的研究进展[J]. 中国高新技术 企业, 2020, 15(15): 125-128. [3] 张凯, 王宏诚. 高强度轻量化汽车用钢的研究进展[J]. 高技术通讯, 2018, 28(10): 86-88.

《630mpa级热处理带肋高强钢筋应用技术标准》

《630mpa级热处理带肋高强钢筋应用技术标准》标题:深度解读《630mpa级热处理带肋高强钢筋应用技术标准》 在建筑领域中,热处理带肋高强钢筋是一种非常重要的建筑材料,它的应用技术标准对于建筑工程的质量和安全具有至关重要的作用。本文将对《630mpa级热处理带肋高强钢筋应用技术标准》进行深度解读,帮助读者更深入地理解这一标准的要求和意义。 一、标准概述 630mpa级热处理带肋高强钢筋是一种具有高强度和良好延展性的建筑钢材,其应用技术标准是为了规范其生产、加工、质量检验和使用等各个环节,以确保其在建筑工程中发挥应有的作用,并保障工程的安全和可靠性。 从材料的生产、加工到使用的全流程管理,标准要求严格,其中包括对原材料的要求、热处理工艺的控制、钢筋的力学性能等多方面的指标。这些要求旨在提高钢筋的抗拉强度、抗弯强度以及抗蠕变、抗疲劳性能,确保在各种复杂的荷载和环境条件下都能保持结构的稳定和安全。 二、原材料的要求

根据标准规定,热处理带肋高强钢筋的原材料应符合国家现行标准,并且在采购过程中需要经过严格的质量检验。原材料的质量直接关系到最终产品的质量和性能,因此对原材料的要求是非常严格的。 1. 钢坯的选择:钢坯应具备良好的可锻性和热加工性能,且应符合相应的化学成分和机械性能指标。对于钢坯的晶粒度、非金属夹杂物的数量和尺寸等方面也有严格要求。 2. 化学成分的控制:标准要求对钢筋的化学成分进行严格控制,包括碳含量、硫、磷、硅、锰等元素的含量。 3. 热处理工艺:对于热处理过程中的温度、时效、冷却速度等方面都有详细的规定,以确保钢筋的显微组织和力学性能达到标准要求。 三、质量检验与试验 标准要求对热处理带肋高强钢筋进行全程的质量检验和试验,包括原材料的验收、生产加工过程中的控制、成品的抽样检验等多个环节,并且对不同类型的钢筋有不同的检验方法和指标要求。 1. 化学成分分析:对原材料和成品钢筋的化学成分进行严格检测,确保符合标准要求。 2. 力学性能试验:对钢筋的抗拉强度、屈服强度、伸长率等力学性能

材料科学中的高性能钢材研究

材料科学中的高性能钢材研究随着科技的不断发展,材料科学领域中的高性能钢材研究也在 不断深入。高性能钢材指的是具有更高的强度、硬度、耐蚀性以 及其他优异性能的钢材。这种钢材具有更广泛的应用领域和更高 的市场需求。本文将介绍高性能钢材研究的背景、现状以及未来 发展方向。 一、高性能钢材研究背景 随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高,对于高性能 钢材的需求也在不断增加。高性能钢材广泛应用于汽车、机械、 冶金、航空、船舶等领域中,成为现代工业不可或缺的材料之一。与此同时,高性能钢材研究也已成为全球科技领域的热点。 二、高性能钢材研究现状 高性能钢材研究的发展离不开材料科学的不断创新。随着现代 材料科学研究方法和技术的不断进步,高性能钢材研究也取得了 重大进展。以下是目前高性能钢材研究的几个主要方向:

1、高强度钢材 高强度钢材是近年来高性能钢材中的重要研究领域。这种钢材具有更高的强度、韧性和可塑性。目前高强度钢材的研究主要集中在其中一些合金元素的添加和热处理等方面。随着高强度钢材的应用范围不断扩大,其研究方向也会愈加多元化。 2、高温合金钢材 高温合金钢材具有耐高温、抗氧化、蠕变抗力等特性。这种钢材在航空航天和石化工业中的应用领域非常广泛。高温合金钢材的研究主要涉及到合金元素的添加和热处理等方面。 3、高硬度钢材 高硬度钢材具有优异的耐磨性和抗强冲击能力。这种钢材广泛应用于挖掘设备、机械加工等领域。其研究主要涉及到钢材组织结构的优化设计、冶金制度的优化等方面。 4、先进钢材制备技术

随着先进制造技术的发展,高性能钢材的制造技术也在不断创新。包括火力冶金、粉末冶金等多种制备技术的出现,使得高性能钢材的制备更加精确和高效。同时,近年来3D打印技术也被广泛应用于高性能钢材的制备中,为新型高性能钢材的研究提供了更多可能性。 三、高性能钢材研究未来发展方向 随着科技的不断进步和市场需求的不断增加,高性能钢材的研究也将更加突出。以下是高性能钢材研究未来发展的几个重要方向: 1、多元合金化 未来高性能钢材的研究会越来越多地涉及到多种合金元素的协同作用。这样可以更加有效地优化钢材的组织结构和性能,并进一步拓展高性能钢材的应用领域。 2、更多的制备技术创新

高性能钢材在建筑工程中的应用研究报告

高性能钢材在建筑工程中的应用研究报告 摘要: 本研究报告旨在探讨高性能钢材在建筑工程中的应用。通过对高性能钢材的特性、制造工艺以及应用案例的研究,我们发现高性能钢材在建筑工程中具有诸多优势,如高强度、耐腐蚀性和可塑性等。此外,我们还分析了高性能钢材在建筑工程中的应用领域,并提出了未来研究的方向和建议。 1. 引言 随着现代建筑工程的发展,对于材料的要求也越来越高。传统的钢材在某些特 定条件下存在一些局限性,因此高性能钢材逐渐成为建筑工程领域的研究热点。本研究旨在深入探讨高性能钢材在建筑工程中的应用,为工程师们提供有价值的参考。 2. 高性能钢材的特性 高性能钢材具有优异的力学性能,包括高强度、高韧性和高耐腐蚀性。相比传 统钢材,高性能钢材的屈服强度和抗拉强度更高,可以承受更大的荷载。此外,高性能钢材具有较好的可塑性和延展性,能够适应复杂的结构形式和施工要求。 3. 高性能钢材的制造工艺 高性能钢材的制造工艺对其性能和质量具有重要影响。目前,常见的高性能钢 材制造工艺包括热轧、冷轧和热处理等。热轧工艺能够提高钢材的强度和塑性,冷轧工艺则能够提高钢材的表面质量和尺寸精度。热处理工艺则可以进一步调整钢材的组织结构和性能。 4. 高性能钢材在建筑工程中的应用案例 高性能钢材在建筑工程中的应用非常广泛。例如,在大跨度建筑中,高性能钢 材可以用于制作梁和柱,以提高结构的承载能力。此外,高性能钢材还可以用于制

作桥梁、塔楼和高层建筑等。在这些应用中,高性能钢材能够提供更好的结构性能和安全性。 5. 未来研究方向和建议 虽然高性能钢材在建筑工程中的应用已取得了一定的成果,但仍然存在一些挑战和问题。因此,未来的研究应重点关注以下几个方面:首先,需要进一步研究高性能钢材的制造工艺,以提高其性能和质量。其次,应加强高性能钢材在不同环境条件下的耐久性研究,以确保其长期使用性能。最后,需要开展更多的应用案例研究,以探索高性能钢材在不同类型建筑中的应用潜力。 结论: 本研究通过对高性能钢材的特性、制造工艺和应用案例的研究,发现高性能钢材在建筑工程中具有广阔的应用前景。高性能钢材的高强度、耐腐蚀性和可塑性等特性使其成为一种理想的建筑材料。然而,仍然需要进一步研究高性能钢材的制造工艺、耐久性和应用潜力,以推动其在建筑工程中的广泛应用。

超高强度钢材钢结构的工程应用

超高强度钢材钢结构的工程应用 随着科学技术的发展,各种新型材料不断涌现,其中超高强度钢材作为一种高性能材料,在工程领域得到了广泛应用。本文将围绕超高强度钢材钢结构的工程应用展开讨论,涉及相关技术、应用领域、优势分析及未来展望等方面。 超高强度钢材是指具有较高抗拉强度和屈服强度的钢材,一般通过采用先进的冶炼、轧制和热处理等技术生产得到。其中,冶炼技术是控制钢材质量的关键环节,包括电炉冶炼、真空冶炼等;轧制技术则采用高温、高压等方法,使钢材获得更高的强度和稳定性;热处理技术则是通过调节温度和气氛,改变钢材内部的微观结构,从而提高其力学性能。 为了充分发挥超高强度钢材的优势,需要对其组织性能进行合理控制。其中,细化钢材的晶粒尺寸是提高其强度和稳定性的重要手段。通过控制合金元素的含量、调整轧制和热处理工艺等措施,也可以优化钢材的显微组织,提高其综合性能。 在桥梁工程中,超高强度钢材钢结构因其卓越的强度和稳定性得到了广泛应用。例如,在悬索桥和斜拉桥中,采用超高强度钢材制成的钢丝和钢绞线作为主要受力结构,具有重量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优点,

提高了桥梁的安全性和使用寿命。 在机场工程中,超高强度钢材钢结构常被用于建造航站楼、停机坪等重要设施。由于机场处于露天环境,钢材的耐腐蚀性和抗疲劳性显得尤为重要。采用超高强度钢材制成的构件具有更高的承载能力和使用寿命,大大降低了维护成本。 在高速铁路工程中,超高强度钢材钢结构主要用于建造轨道梁和高速列车车厢。由于高速铁路对安全性、稳定性和舒适性的要求极高,采用超高强度钢材能够提高列车的行驶速度,降低噪音,同时保证列车的安全性和耐久性。 超高强度钢材具有比传统钢材更轻的重量,因此在同样承载能力要求下,可以减小结构尺寸,降低结构重量,从而提高结构的使用性能和经济效益。 超高强度钢材具有良好的耐腐蚀性,能够在各种复杂的环境条件下保持稳定的性能,减少了结构维护和更新的需求,提高了结构的使用寿命。 疲劳性能是结构的重要性能之一。超高强度钢材具有良好的抗疲劳性,可以在反复荷载作用下保持稳定的承载能力,提高了结构的可靠性和

高性能钢在结构工程中的研究和应用进展

高性能钢在结构工程中的研究和应用进 展 摘要:随着人们生活水平的提高,人们对建筑的要求越来越高,钢材在建筑 中的意义重大。高性能钢在强度、韧性、可焊性和抗腐蚀性等方面优于传统钢材。如果将材料优势、设计与施工最优化结合起来,就可以显著降低成本,使结构更 加合理耐久,降低对不可再生资源的消耗等。针对此情况,本文将会阐述高性能 钢在结构工程中的研究及应用进展相关内容。 关键词:高性能钢;结构工程中;应用进展; 为了满足本世纪国家经济和社会发展的需求,相关研究人员开 发了新一代高性能钢铁材料的生产技术及其加工技术,降低钢铁材料同比消耗, 提高材料寿命、提高材料寿命,为建筑工程的发展提供了强力的支持,在结构工 程中起到的作用日渐重要。 一、高性能钢在结构工程中的研究 1.高性能与高强钢建筑结构用钢。当前我国的钢结构主要求高 强度低合金钢和碳素结构钢,在《低合金高强度结构钢》的规定中,通过强度高 低对高强度低合金钢划分成八个类型,将大于460MPa 的钢材列为高强钢。担当 厚钢板的厚度大于50mmshi , 会减少高强度低合金钢中的强度屈服。依照建筑抗 震设计规范可知,在地震易发区钢的屈服强度应小于0.85,且屈服平台应具有伸 长率,其需要大于20%。当前的建筑结构钢板主要为GJ 钢,其具备厚度效应少、焊接性能强、优秀的延展性以及高强度等综合性优越的钢材特征。在建筑结构用 钢板中,可依据强度等级划分为五个部分,分别为:Q460CJ(C、D、E 级)、 Q420CJ(C、D、E 级)、Q390CJ(C、D、E级)、Q245CJ(B、C、D、E 级)、 Q235CJ(B、C、D、E 级)。以当前在工程建设中应用较为成功的Q460CJ 为例, 若是钢板厚度从18 增加值102,那么其屈强则从462MPa 减少到438MPa。此外,若是对钢材的CEV 与Pem 严格控制,将能使钢材的冲击性与可焊性得到提升, 进而保证GJ 钢较高的冲击韧性与可焊性,时期的延长性和伸长率都得到保证。

高性能钢材在建筑工程中的应用与优化

高性能钢材在建筑工程中的应用与优化 摘要:随着经济发展和城乡基础建设的提升,建筑项目不断增加。建筑业面 临着新的发展机遇,同时也面临新的挑战。原材料是建筑工程施工过程中不可或 缺的物质基础。随着科技的不断进步,一些高性能钢材在建筑施工中逐渐得到推 广应用。本文通过对高性能钢材应用的分析,探讨了它们的应用价值,希望为同 行们提供一定的借鉴。 关键词:高性能钢;钢结构;建筑工程 一、引言 自1997年以来,我国钢铁工业产能和技术水平不断提升,钢产量已经突破 亿吨,并且近几年一直位居世界第一。国内钢结构行业迎来了黄金发展期,工程 建设蓬勃发展,并取得了令人瞩目的成绩。这大大推动了高性能度钢材的研制、 开发和应用,加速了钢结构标准化进程,许多与钢结构相关的标准相继发布,极 大地提升了整个钢结构行业的水平,推动了钢结构行业的科技进步。建筑业作为 我国国民经济的支柱产业,扮演着非常重要的角色。近年来,随着高性能建筑钢 材的广泛应用,建筑业得以更好地推动经济的发展和创新。高性能建筑钢材不仅 可以提升建筑的整体质量,优化人们的居住环境,更能够最大化地提高经济效益。高性能钢材弥补了传统材料的劣势,具有很多优点如较高的强度、耐久性、抗风 抗震、柔韧性强等,在建筑施工方面发挥着重要作用。 二、高性能钢结构的优势 高性能钢材在建筑工程中的应用和优化具有重要意义。随着社会经济的发展 和建筑结构设计要求的提高,传统的钢材已经不能完全满足需求。高性能钢材以 其卓越的力学性能、耐久性和抗震性能,成为现代建筑工程中的理想选择。 高性能钢结构的抗震性和承载能力在很大程度上得到了提升。在同等条件下,其抗震和承载性能比传统钢结构好得多。这是因为高性能钢材料可以达到更

先进高强钢应用优势及未来研究方向

先进高强钢应用优势及未来研究方向 当前,由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。轻量化这一概念最先起源于赛车运动,车身减重后可以带来更好的操控性,发动机输出的动力能够产生更高的加速度。由于车辆轻,起步时加速性能更好,刹车时的制动距离更短。汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。 1轻量化意义 汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量,在保持汽车整体品质、性能和造价不变甚至优化的前提下,降低汽车自身重量可以提高输出功率、降低噪声、提升操控性、可靠性,提高车速、降低油耗、减少废气排放量、提升安全性。有研究结果表明,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升;若滚动阻力减少10%,燃油效率可提高3%;若车桥、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7%。汽车车身约占汽车总质量的30%,空载情况下,约70%的油耗用在车身质量上。因此,车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性都大有裨益。 2AHSS优势 高强钢、铝合金、镁合金和塑料是当前汽车轻量化的4种主要材料。高强度钢主要用于汽车外壳和结构件。铝合金最适用于产生高应力的毂结构件,如罩类、箱类、歧管等。镁合金具有良好的压铸成型性能,适应制造汽车各类压铸件。塑料及其复合材料通过改变材料的机械强度及加工成型性能,以适应车上不同部件的用途要求。钢铁材料在与有色合金和高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、工艺成熟的优势,通过高强度化和有效的强化措施可充分发挥其强度潜力,迄今为止仍然是汽车制造中使用最多的材料。 随着安全性、燃油经济性和驾驶性能标准的不断提升,这对车用材料提出了更高的要求。为应对这一挑战,全球钢铁工业成功研发了具有突出冶金性能和高成形性的先进高强度钢(AHSS)。AHSS具有以下优点: 1)安全性:鉴于钢铁独特的冶金性能和灵活的加工工艺,AHSS产品可以被设计制造成任意特殊形状,为乘员安全提供最佳保护方案。 2)轻量化:工程师们将AHSS与新的先进制造工艺相结合,使用更加轻薄的钢材制造出轻质汽车零部件,不仅保持了原有部件的强度和其他性能,而且在一定程度上还有所提升。 3)可循环利用性:钢材可以100%回收循环利用,而且汽车的生命周期评估表明,与使用其他替代材料相比,AHSS车辆排放量最少。 4)成本合理:工程学研究表明,与传统车用材料相比,AHSS几乎不增加任何成本,而像铝这种低密度材料则需额外增加每磅$2.75以上的成本。同时,多数整车制造厂已配备钢部件加工生产线和技术,AHSS可直接生产应用,而不需额外投入昂贵的新的加工装备和制造工艺。 3AHSS车用情况 2013款雪佛兰Silverado和美国通用GMC1500 SIERRA皮卡在其驾驶舱中使用了超过70%比重的AHSS,这不但增加了车身结构强度,而且还减少了前车架

低合金高强度结构钢的发展及应用

低合金高强度结构钢的发展及应用 低合金高强度结构钢是一种具有高强度、高韧性、抗疲劳等优异性能的钢铁材料。它在国民经济各领域,如建筑、桥梁、汽车、船舶、航空航天等领域得到广泛应用。随着科技的进步和工业的发展,低合金高强度结构钢在提高构件质量和降低成本方面发挥了重要作用。本文将详细介绍低合金高强度结构钢的发展历程、应用领域、优势以及未来发展趋势。 低合金高强度结构钢的发展可以追溯到20世纪初,当时人们开始意识到通过添加合金元素和优化冶炼工艺来提高钢材强度和韧性的重要性。随着钢铁工业的不断发展,低合金高强度结构钢的生产工艺和性能得到了极大的提升。 目前,低合金高强度结构钢已经成为了国内外钢铁行业的重要发展方向。其中,中国作为钢铁生产大国,在低合金高强度结构钢的研究和应用方面也取得了长足的进展。未来的发展趋势主要包括高强度、高性能、环保和智能化等方向。 低合金高强度结构钢在各种领域都有广泛的应用,特别是在建筑、桥梁、汽车、船舶、航空航天等领域。

在建筑领域,低合金高强度结构钢可以用于制造钢筋混凝土结构中的钢筋,以提高结构的强度和耐久性。在桥梁工程中,低合金高强度结构钢也常被用于制造主梁和节点部位,以满足桥梁的承载力和耐久性要求。 在汽车领域,低合金高强度结构钢可以用于制造车身和底盘等重要部件。由于其优良的强度和韧性,可以提高汽车的安全性能和燃油经济性。在船舶和航空航天领域,低合金高强度结构钢也扮演着重要的角色,用于制造各种结构和部件,如船体、起落架、发动机部件等。 高强度:通过添加合金元素和优化冶炼工艺,低合金高强度结构钢的强度大大提高,能够满足各种工程领域的需要。 高韧性:低合金高强度结构钢具有较好的低温冲击韧性和断裂韧性,能够在恶劣环境下承受大的应力和应变。 抗疲劳:与其他钢铁材料相比,低合金高强度结构钢具有较好的抗疲劳性能,能够承受交变载荷的作用而不发生疲劳断裂。 环保:低合金高强度结构钢的生产过程相对环保,对环境的影响较小。易于加工:低合金高强度结构钢的加工性能较好,便于进行焊接、切割、弯曲等加工操作。

高性能钢材的冷弯成形行为与技术

高性能钢材的冷弯成形行为与技术 近年来,高性能钢材在建筑、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。其特 点是具有优异的强度、韧性和耐蚀性,能够满足各种复杂工况下的使用需求。然而,高性能钢材的特殊性质也给其加工和成形带来了一定的挑战。本文将探讨高性能钢材的冷弯成形行为与技术,希望能为相关领域的工程师和研究人员提供一些指导和启示。 一、高性能钢材的冷弯成形行为 高性能钢材的冷弯成形行为主要受材料本身的力学性能和变形硬化行为影响。 由于高性能钢材的强度较高,其冷弯过程中可能产生较大的应变硬化,导致工件出现脆性断裂或成型不良。因此,了解高性能钢材的力学行为以及变形硬化特性对于冷弯成形工艺的优化至关重要。 在冷弯成形中,高性能钢材的塑性变形主要表现为弯曲、压缩和拉伸等形式。 根据材料的力学性质和构件的几何形状,可以选择不同的冷弯成形方法,如弯曲成形、辊弯成形、拉伸成形等。其中,弯曲成形是最常见的一种方式,广泛应用于管道、梁、桁架等结构件的制造中。 二、高性能钢材的冷弯成形技术 1. 工艺参数的优化 在高性能钢材的冷弯成形过程中,工艺参数的选择对于成形结果具有重要影响。首先,选择适当的成形温度可以降低材料的变形硬化,并提高材料的可塑性。其次,控制成形速度和应力分布可以避免裂纹和屈服现象的出现。此外,为了实现预期的成形效果,还需要对材料的力学行为进行全面的理论分析和实验研究。 2. 模具设计与制造

模具是冷弯成形中的关键因素之一,其设计和制造必须充分考虑材料的力学性能和几何形状的限制。对于高性能钢材的冷弯成形而言,模具的几何形状应满足成形所需的曲线半径和变形比例要求,并具备足够的刚度和硬度。此外,为了降低摩擦和磨损,表面应进行适当的润滑处理。 3. 应力分布的控制 在冷弯成形过程中,应力分布的合理控制可以避免工件的局部屈服和破坏。通过增加材料周围的预应力或采用阶段性成形的方式,可以有效降低应力集中和应变集中现象的发生。此外,采用合适的轧制或拉伸工艺,可以改善高性能钢材的各向异性和应变硬化特性,提高其冷弯成形的可行性。 4. 成形后的热处理 高性能钢材在冷弯成形之后可能会出现应力和变形残留。为有效消除内应力并提高构件的稳定性,通常会进行后续的热处理。热处理可以通过应力退火、时效处理等方式实现,以调整材料的晶体结构和力学性能。同时,热处理还能提高高性能钢材的耐腐蚀性和耐久性。 通过对高性能钢材的冷弯成形行为与技术的探讨,可以看出,了解材料的力学行为和变形硬化特性对于成功实施冷弯成形至关重要。工程师和研究人员应根据具体应用需求,结合实际情况,选择适合的冷弯成形工艺和技术,以确保高性能钢材的冷弯成形能够顺利进行并达到预期的成形效果。同时,需要加强理论研究和实验验证,以推动高性能钢材冷弯成形技术的进一步发展和应用。

高性能钢材的热处理技术研究

高性能钢材的热处理技术研究 随着现代工业的不断发展,高性能钢材越来越广泛应用于制造业、航空航天、核电站和海洋工程等领域。高性能钢材的核心技术是热处理技术。热处理技术在钢材中的作用是通过改变钢材的组织结构和物理性能,来提升钢材的性能和品质,从而满足各种工业领域对于材料性能的要求。本文将从高性能钢材的基本特性、热处理技术的基本原理和热处理技术在高性能钢材中的应用三个方面来阐述高性能钢材的热处理技术研究。 一、高性能钢材的基本特性 高性能钢材是指各种应用领域中具有优异性能的钢材。高性能钢材相比于传统钢材具有更高的强度、更高的耐腐蚀性、更高的耐磨性、更好的耐热性和更高的塑性等特性。高性能钢材的代表性钢种有不锈钢、高速钢、高强度钢、高温合金等。高性能钢材的应用场合非常广泛,如车辆、桥梁、压力容器、锅炉、建筑物、飞机发动机、导弹部件等。因此,高性能钢材在现代工业中具有重要的地位和作用。二、热处理技术的基本原理 热处理技术是指通过控制钢材的加热、保温和冷却过程,改变钢材的物理性能和组织结构的一种金属材料加工技术。热处理技术可以分为淬火、回火、正火、退火等几种方法。其中淬火是最常用的一种方法。 淬火是指将钢材加热到临界温度以上,然后迅速冷却,以改变钢材的组织结构和性能。钢材在加热过程中,由于高温下原子的热运动加快,分解出奥氏体和贝氏体两种组织结构。奥氏体具有优异的强度和硬度,但其延展性和韧性较差;而贝氏体则具有相对较好的韧性和延展性,但其硬度和强度较弱。 在钢材迅速冷却的过程中,由于热应力的作用,钢材的组织结构将会发生明显的变化。奥氏体以一种新的形态重新排列,成为一种称作马氏体的组织结构,马氏体具有更高的硬度和强度,但其延展性和韧性更差。因此,淬火是通过调节加热温

高强度钢材的制备与性能优化

高强度钢材的制备与性能优化高强度钢材是一种重要的结构材料,它的制备和性能优化一直 是材料科学研究的热点问题。高强度钢材具有高强度、高韧性、 高耐热性和耐腐蚀性等优良性能,被广泛应用于航天、航空、汽车、桥梁、建筑等领域。本文将介绍高强度钢材的制备方法及其 性能优化的研究进展。 一、高强度钢材的制备方法 1.1 热轧制备法 热轧制备法是目前应用最广泛的制备高强度钢材的方法之一。 这种方法主要采用高温下将钢坯经过多次轧制、变形和控制冷却 等工艺,使钢材产生细化晶粒、强化晶界、提高强度、韧性和耐 热性等性能。在这种方法中,合理控制轧制温度、变形量、控制 冷却速度和时机等因素,可以获得不同级别的高强度钢材。同时,也可以通过添加微合金元素和热处理等措施,使高强度钢材的性 能得到进一步的优化。 1.2 热处理制备法

热处理制备法是另一种常见的制备高强度钢材的方法。这种方法主要通过在加热、保温和冷却过程中控制温度和时间等因素,使钢材发生相变和形变等过程,从而改变其组织结构和晶格缺陷等,达到提高钢材的强度和韧性的目的。在这种方法中,合理选择热处理工艺参数和添加微合金元素等措施,可以获得高强度、高韧性、高耐热的钢材。 1.3 电磁场制备法 电磁场制备法是一种新兴的制备高强度钢材的方法。这种方法主要利用电磁场对钢材中的晶粒进行定向和控制,从而使钢材的性能得到优化。在这种方法中,通过优化电磁场的强度、频率和方向等参数,可以控制钢材中的晶粒大小和分布,从而提高钢材的强度和韧性等性能。同时,也可以通过添加微合金元素和轧制等工艺措施,使高强度钢材的性能得到进一步提升。 二、高强度钢材的性能优化 2.1 细化晶粒

钢结构施工技术的最新发展

钢结构施工技术的最新发展 钢结构作为一种建筑结构形式,具有很多优势,例如高强度、轻质、可重复使用等特点。近年来,随着科技的发展和人们对建筑结构安全 性要求的提高,钢结构施工技术也在不断创新与发展。本文将介绍钢 结构施工技术的最新发展。 1. 钢结构自动化施工技术 随着计算机技术的进步与应用,钢结构施工过程中的自动化技术也 得到了广泛应用。通过使用先进的数字化设计软件和现代化的施工机 械设备,可以实现钢结构的高效、精确施工。例如,采用数控切割机、自动焊接机器人等设备,可以大幅度提高钢构件的制作效率和质量。 2. 新型钢材的应用 传统的钢结构在施工过程中需要进行大量的焊接工作,这不仅增加 了工期和成本,还可能对结构的强度和稳定性产生影响。然而,随着 新型钢材的应用,这一问题得到了解决。现在,一些高强度、高性能 的钢材,如Q460、Q690等,可以通过冷弯成型、螺栓连接等方式进 行施工,从而减少焊接工艺,提高了结构的整体性能。 3. 钢结构防腐技术的创新 由于钢结构容易受到腐蚀的影响,防腐技术在钢结构施工中起着重 要作用。为了提高钢结构的耐久性和抗腐蚀性,人们逐渐采用了一些 新的防腐技术。例如,热浸镀锌、喷涂防腐剂等方法可以有效延长钢 结构的使用寿命,并且降低了维护成本。

4. BIM技术在钢结构施工中的应用 BIM(Building Information Modeling)技术是一种以建模为基础,实现多领域协同工作的技术系统。在钢结构施工中,BIM技术可以在设计、制造、施工和运维等各个阶段实现信息的共享和协同。通过BIM技术,可以实现对钢结构施工过程的全方位监控和管理,提高施工效率和质量。 5. 钢结构施工的环保可持续性 随着人们对环保和可持续发展的重视,钢结构施工也在朝着更加环 保的方向进行发展。例如,采用可回收材料制作钢构件,以减少资源 消耗和环境污染;引入可再生能源,如太阳能等,减少施工过程中的 碳排放。这些措施不仅能提高钢结构的可持续性,也符合现代社会对 建筑工程的可持续发展要求。 总结起来,钢结构施工技术的最新发展借助于自动化施工技术、新 型钢材应用、钢结构防腐技术创新、BIM技术以及环保可持续性方面 的进步。这些技术的应用不仅能提高钢结构的施工效率和质量,还能 满足人们对建筑结构安全性和环保性的要求。随着科技的不断进步, 相信钢结构施工技术会有更多的创新和发展,为建筑行业带来更多的 进步和发展。

钢结构建筑建筑工程的新技术

钢结构建筑建筑工程的新技术钢结构建筑是一种以钢材为主要结构材料,通过焊接或螺栓连接构 建的建筑形式。相比传统的混凝土结构,钢结构建筑具有更高的强度、更好的抗震性能和更快的施工速度。随着科技的发展和创新的推动, 钢结构建筑工程也在不断引入新技术和新材料,以提高建筑质量和效率。本文将介绍几种钢结构建筑工程的新技术。 一、3D打印技术 3D打印是近年来发展迅猛的技术,它将数字模型转化为实体物体。在钢结构建筑工程中应用3D打印技术,可以实现复杂形状的构件制造,大大提高施工效率。通过将建筑设计转化为数字模型,再利用3D打印 技术将所需构件一次性打印出来,可以减少材料的浪费和人力成本。 同时,3D打印技术还可以减少施工过程中的错误,并提供更高的精度 和质量控制。 二、钢结构混凝土复合技术 钢结构和混凝土结构各自具有一定的优势,钢结构具有较高的强度 和刚度,而混凝土结构具有较好的耐久性和抗火性能。钢结构混凝土 复合技术通过将钢结构和混凝土结合起来,充分发挥两者的优势,提 高了建筑的整体性能。该技术可以通过将钢构件置于混凝土中,利用 钢和混凝土的互补作用来增强结构的抗震性能和承载能力。此外,钢 结构混凝土复合技术还可以提供更灵活的设计空间,创造出更多样化 的建筑形式。

三、高性能钢材 高性能钢材是指具有较高强度、较好耐久性和抗腐蚀性能的钢材。 随着钢材科学研究的不断进步,高性能钢材在钢结构建筑工程中得到 广泛应用。这些钢材可以更好地抵抗氧化、腐蚀和侵蚀,使得建筑更 加耐久和可靠。高性能钢材一方面可以减少建筑所需材料的使用量, 降低建筑的自重,提高结构的抗震性能;另一方面,它还可以延长建 筑的使用寿命,减少维修和更换的成本。 四、数字化建模与信息化管理 钢结构建筑工程中的数字化建模与信息化管理是指利用计算机技术 对建筑进行全过程设计、施工和运营管理。通过数字化建模软件,可 以对建筑进行复杂形状和结构分析,预测结构的强度和稳定性。同时,信息化管理系统可以对施工进度、材料供应和安全监控进行实时监控 和管理,提高施工效率和质量控制水平。数字化建模和信息化管理还 可以为建筑业提供更精确的成本估算和风险评估,降低建筑项目的投 资风险,提高项目的可持续性发展。 综上所述,钢结构建筑工程的新技术不断涌现,为建筑行业带来了 更高的效率、质量和可靠性。3D打印技术、钢结构混凝土复合技术、 高性能钢材以及数字化建模与信息化管理,这些新技术的应用将为钢 结构建筑带来更多创新和发展机遇。我们有理由相信,随着科技的不 断进步,钢结构建筑工程的发展将趋于更加高效、环保和可持续。

高性能钢材应用技术

高性能钢材应用技术 5.1.1 技术内容 选用高强度钢材(屈服强度ReL≥390Mpa),可减少钢材用量及加工量,节约资源,降低成本。为了提高结构的抗震性,要求钢材具有高的塑性变形能力,选用低屈服点钢材(屈服强度ReL=100~225Mpa)。 国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中规定八个牌号,其中Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690属高强钢范围;《桥梁用结构钢》GB/T 714有九个牌号,其中Q420q、Q460q、Q500q、Q550q、Q620q、Q690q属高强钢范围;《建筑结构用钢》GB/T 19879有Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ三个牌号属于高强钢范围;《耐候结构钢》GB/T 4171,有Q415NH、Q460NH、Q500NH、Q550NH属于高强钢范围;《建筑用低屈服强度钢板》GB/T 28905,有LY100、LY160、LY225属于低屈服强度钢范围。 5.1.2 技术指标 钢厂供货品种及规格:轧制钢板的厚度为6~400mm,宽度为1500~4800 mm,长度为6000~25000mm。有多种交货方式,包括:普通轧制态AR、控制轧制态CR、正火轧制态NR、控轧控冷态TMCP、正火态N、正火加回火态N+T、调质态QT等。 建筑结构用高强钢一般具有低碳、微合金、纯净化、细

晶粒四个特点。使用高强度钢材时必须注意新钢种焊接性试验、焊接工艺评定、确定匹配的焊接材料和焊接工艺,编制焊接工艺规程。 建筑用低屈服强度钢中残余元素铜、铬、镍的含量应各不大于0.30%。成品钢板的化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。 5.1.3 适用范围 高层建筑、大型公共建筑、大型桥梁等结构用钢,其它承受较大荷载的钢结构工程,以及屈曲约束支撑产品。 5.1.4 工程案例 国家体育场、国家游泳中心、昆明新机场、北京机场T3航站楼、深圳湾体育中心等大跨度钢结构工程;中央电视台新址、新保利大厦、广州新电视塔、法门寺合十舍利塔、深圳平安金融中心等超高层建筑工程;重庆朝天门大桥、港珠澳大桥等桥梁钢结构工程。

2000MPa级热成形钢的强韧化机制及应用技术研究

2000MPa级热成形钢的强韧化机制及 应用技术研究 摘要:随着现代工业的不断发展,对于高强度、高韧性材料的需求日益增加。热成形钢由于其独特的强韧性组合,在航空航天、汽车制造和机械制造等领域中得到了广泛应用。而 2000MPa级的热成形钢是近年来发展较迅猛的一类材料,具有 优异的强度和韧性。本文主要探讨2000MPa级热成形钢的强韧化机制和应用技术,包括再结晶、相变、微合金化等强化方法,以及热成形、焊接等加工工艺的研究。同时,还介绍了该材料在汽车、航空航天、海洋工程等领域中的应用现状及未来发展趋势。本文旨在为该材料的研究和应用提供参考和指导。 关键词:热成形钢;强韧化;再结晶;相变;微合金化;热成形;焊接;应用技术 1. 引言 热成形钢是一种采用热加工工艺制备的高强度、高韧性钢材,其强度和韧性之间的组合非常优秀。随着现代工业的不断发展,对高性能材料的需求也日益增加。热成形钢依靠其独特的性能优势,在航空航天、汽车制造和机械制造等领域中得到了广泛的应用。在这些领域中,热成形钢通常被用作支撑结构或关键部件,其材料性能的高强度和高韧性可以保证结构的安全可靠性。

2000MPa级热成形钢是一种新型的高强度、高韧性钢材,相比 于其他高强度钢材,其在保证强度的同时,还拥有更加优秀的韧性。该类材料具有较好的塑性韧性,在抗冲击、抗疲劳、抗裂纹扩展等方面表现出色。因此,在建造高速铁路、大跨度桥梁、高层建筑等工程领域有着广泛的应用前景。 2. 强韧化机制 2.1 再结晶强化 再结晶强化是一种通过控制再结晶晶粒尺寸和分布,提高钢材强度和韧性的方法。晶界的强化是由于再结晶晶界对位错的阻碍作用。此外,较小的再结晶晶粒可以增加片层之间的位错密度,从而提高材料的塑性。再结晶强化的实现需要选择适当的热处理工艺,例如加热速率、保温时间和冷却速率等。 2.2 相变强化 相变强化是通过控制材料的组织结构和相变过程,在晶界和晶内引入强化相,从而提高钢材的强度和韧性。其中最常用的相变强化方法是渗碳相变和回火马氏体相变。在这些相变过程中,大量的位错和组织结构的变化使材料获得强韧两相的组合。 2.3 微合金化 微合金化是指通过添加少量的微合金元素,改善钢材的强韧性能。常用的微合金元素包括铌、钒、钛等。微合金化的方式包

高性能钢

高强钢和高性能钢的应用 何卫 (1北京交通大学土建学院北京 100044)摘要:高性能钢在强度、韧性、可焊性和抗腐蚀性等方面优于传统钢材。如果将材料优势、设计与施工最优化结合起来,就可以显著降低成本,使结构更加合理耐久,降低对不可再生资源的消耗等。这些优势使高性能钢成为结构工程的理想材料,可见,高强钢和高性能钢的研究应用推动了可持续工程的发展,具有很大的潜力。 关键词:高强钢;高性能钢;高性能钢桥;韧性;耐候钢 1、概述 材料性能的改善不仅可以提高桥梁的结构性能。而且可以降低施工成本。高强钢和高性能钢桥充分发挥了材料的优越性,给社会带来了显著的效益。经过多年的共同努力,美国研发了系列高性能钢,如HPS50W、HPS70W和HPS100W,同时H P S在桥梁工程中的应用越来越广。在欧洲,HP S 在结构中的应用不限于桥梁,还用于建筑结构中。在国外,H P S 在一定程度上代表了钢桥所用材料的发展方向。 2 高性能钢 2.1 概述 结构钢的特性包括机械性能和化学性能、冶金结构和可焊性。建筑工程专家原先的注意力偏重于抗拉性(纵向屈服应力和最终抗拉强度),也注意到拉伸试样断裂时所测得的变形能力。弹性系数E在各钢种的实际应用中均为常数,因而,除了适用性外,通常很少考虑。对于结构钢来说,这些钢种的可焊性足以满足要求,变形能力和韧性也令人满意,其部分原因是设计规格仅提出非常有限的特定要求。 近年来,针对地震中显示出来的材料性能,提出了大量与钢结构设计和制造有关的问题。那些历来被接受的标准受到质疑。人们开始质疑用普通单轴拉伸试样确定材料性能的适用性,若干失败的模型都要求更高、更好地定义垂直强度。

高性能钢及其在桥梁结构中的应用_secret

高性能钢及其在桥梁结构中的应用 1 概述 土木结构材料的强度、耐久性和施工性能等对结构的受力性能和经济性有很大的影响。由于天然材料很难具备所有合适的性能,所以发展出很多人工建筑材料。钢材是土木结构中应用非常广泛的一种建筑材料,而且它的性能也在不断的改进之中。在20世纪90年代,高性能钢材得到了很大的发展,在钢材的强度、耐气候性能、可焊性、韧性、抗疲劳性能等方面都取得了长足的进步,在高层建筑和大跨度桥梁中有着广泛的应用前景。 本文将主要阐述国外高性能钢的特性以及近年来其在新型桥梁结构中的发展状况。 2 高性能钢材的介绍 高性能钢材主要是指材料的某项或几项性能较普通钢材得到改善的钢材,主要分为高强度钢材和普通强度高性能钢材。高强度钢材的强度一直在不断的发展中,部分钢材的强度已达到985MPa。普通强度高性能钢材的性能也在不断的提高中,主要体现在钢材的耐气候性能(抗腐蚀性能)、焊接性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能以及持久强度等方面。 2.1 高强度钢 在桥梁结构建设中,使用高强度钢材可减薄所用钢板的厚度,从而减轻结构的重量,获得大跨度,且方便施工。日本1974年修建的大阪港大桥首次大量使用了780N/mm2级高强钢板。施工时为防止焊接低温裂纹,焊接前进行了高温预热。新的可降低焊接预热温度的高性能钢板及轧制方法将在下节介绍。在桥梁结构中,高强度钢材使用范围一般仅用到570N/mm2级钢为止,但在其他领域有时要求强度要比这高得多。如在扬水发电中的高落差电站就曾使用由780N/mm2级高强度钢板焊成的水压管,而且还正在开发使用有950 N/mm2级高强度钢板焊成的压力管。 2.2 耐候钢 耐候钢是指在恶劣环境条件下(主要是指腐蚀较强的环境),具有较强工作性能的钢材。 为了降低桥梁结构的养护与维修成本,耐候钢在桥梁结构中的应用正在日益增加。耐候钢在无涂装使用时,影响腐蚀的最主要因素是大气中的盐份含量。具体结构的腐蚀状况由盐份附着容易与否和湿度决定,还与有无雨水冲洗有关。比如,钢箱梁腹板外侧以及钢管混凝土构件外表面由于雨水容易把附着物冲洗掉,所以实际附着盐份相对较少,容易形成稳定的锈层。 在湿度高、腐蚀性强的环境条件下,结构钢的防腐性能将成为设计考虑的重点。在高盐腐蚀的沿海地区,耐候钢的研究还在发展中。近年来,日本的钢铁制造商推出了一些新的耐候钢,部分已经投入实际应用。这些新的耐候钢能减少材料在大气中有盐份环境条件下的腐蚀,且不引起过量层状撕裂和无粘节的片状锈物。与传统钢材的化学成分相比,这些新型耐候钢是低合金钢,不含铬,但含有铌、钼、磷、钛等元素。根据含盐环境中进行的暴露试验,这些钢的腐蚀损失比普通钢少。 工程实践中,耐候钢不涂装就可以使用,是极好的结构用材,并且可以将钢结构(如桥梁)寿命期内的总费用降到最低。在日本,耐候钢自60年代后期首次在桥梁上应用之后,迄今应用越来越多,在所有钢桥中其应用率已有5%~7%的水平。在美国,则大约高达45%的桥梁应用了耐候钢。 2.3 高焊接性能钢 焊接性能是指金属材料对焊接加工的适应性和金属在一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下,获得优质焊接接头的难易程度。焊接工艺中,焊接预热是一个关键因素,控温控轧技术(TMCP技术)是高性能钢板降低焊接预热温度所采用的一项关键技术,最初仅用于490N/mm2级钢(屈服强度≥355MPa)。这项技术将轧制后通常用的自然降温改为可控降温,使得当降温速度较快时,钢的内部结构可以得到改善。这样就可以轧制出在同样化学成分下(相同的碳含量和裂纹敏感系数)强度更高的钢板(见图2) [1]。采用TMCP技术的780N/mm2级钢(屈

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