高性能钢材应用技术

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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。

简述哪些因素对钢材性能有影响

三、简答题 1.简述哪些因素对钢材性能有影响? 化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。2.钢结构用钢材机械性能指标有哪几些?承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求? 钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性; 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。3.钢材两种破坏现象和后果是什么? 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前,结构有明显的变形,并有较长的变形持续时间,可便于发现和补救。钢材的脆性破坏,由于变形小并突然破坏,危险性大。 4.选择钢材屈服强度作为静力强度规范值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么? 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的规范值的依据是:①他是钢材弹性及塑性工作的分界点,且钢材屈服后,塑性变开很大(2%~3%),极易为人们察觉,可以及时处理,避免突然破坏;②从屈服开始到断裂,塑性工作区域很大,比弹性工作区域约大200倍,是钢材极大的后备强度,且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大(Q235的f u /f y ≈1.6~1.9),这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是:①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件,比较极限和屈服强度是比较接近(f p =(0.7~0.8)f y ),又因为钢材开始屈服 时应变小(ε y ≈0.15%)因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的,即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线;②因为钢材流幅相当长(即ε从0.15%到2%~3%),而强化阶段的强度在计算中又不用,从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5.什么叫做冲击韧性?什么情况下需要保证该项指标? 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力,它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量,韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标,还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。

700高强度钢板

汽车工业的迅猛发展为国民经济和社会发展发挥了重要作用。但受能源短缺、环境污染等问题的影响,该行业发展之矛盾也日益凸显。为了顺应当前时代汽车轻量化的发展趋势,高强度钢板的研发以及应用开始更加受到行业的瞩目。 与其它汽车轻量化的候选材料镁、铝合金和复合材料相比,高强度钢板具有以下优点:原材料价格低,经济性好; 性能优越,能保证零件的刚性; 可以直接利用现有的(冲压)成形、焊接、涂装和总装生产线,大大节约了设备投资成本。 成形性能好; 高烘烤硬化性能; 能量吸收率较高;

高的疲劳强度和长的疲劳寿命; 高的防撞和抗凹性能。 由于先进高强度钢在强度、抗腐蚀具有一定的相对优越性能,随着先进高强度钢应用技术的进一步成熟,其必将有利于进一步提高汽车的安全性、环保性及节能性。因此,先进高强度钢将会在部分汽车零部件上应用有着比铝、镁合金更大的优势等。 700高强度钢板是南京和菱贸易有限公司对外主营销售的钢材产品,产品质量在行业内部拥有着良好的信誉口碑。如果您有实际的采购需要,欢迎致电联系我们。 南京和菱贸易有限公司,位于六朝古都南京的鼓楼区中储生产资料市场,为钢材市场诚信单位,公司地理位置优越,交通便利。我公司资源丰富,价格合理,服务周到,可按照客户要求,加工开平,可待定期货。材料位于钢厂内,钢厂外仓库为洪申库,方瑞库,中储库,西马船厂库等各大仓库。 公司主要经销:宝钢、涟钢、武钢、马钢、南钢、太钢等大钢厂产品。产品主要包括:耐磨钢(热处理钢板)、高强度工程机械用钢(单张回火调制钢板)等;汽车大梁钢;搅拌车筒体及叶片用钢;耐候钢,耐酸钢;中高碳钢;双相钢;管线钢等。 公司秉承“诚信服务于广大客户”的经营宗旨,坚持以服务开拓市场,以客户为导向。在华东地区建立了广泛的客户群,已与多家国企及上市公司建立长期合作关系,并受到了客户的一致好评,在客户和流通行业中树立了良好的企业形象。

新型高强韧TWIP钢概述#精选、

新型高强韧TWIP钢概述 一背景 随着人们生活水平的日益提高,有车一族在城市中的比重越来越大,现代汽车的发展趋势是轻量化,节能和安全等,为适应这一发展需要,在汽车制造中有必要采用高强度的钢板。据统计,汽车重量每减轻1%,燃料消耗可降低0.6%~1.0%[1],而能耗高会导致尾气排放量增加,因此,汽车减重对节能和环保意义重大。汽车减重的一个重要手段是采用高强度钢。基于这种情况汽车工业迫切需要人们对高强度钢的研究和开发。近年来新开发的含15-25%Mn、2-4%Si和2-4%Al 的高Mn钢显示出极高的延伸率(60-95%)和中等的强 (600-1100MPa),其抗拉强度和延伸率的乘积在50000 MPa%以上,其优良的力学性能来自于形变过程中的孪生诱发塑性效应,即TWIP 效应。TWIP钢是现在研究较广泛的超高强度钢,它不仅具有高强度,高的应变硬化率,还有非常优良的塑性,韧性和成形性能。从现代汽车用钢对高强度和高塑性的要求来看,TWIP钢是最佳选择。 经过成分筛选,发现Fe-25Mn-3Si-3Al合金具有最佳的TWIP效应,其研发和实用化对汽车用钢板产业和汽车产业的调整升级起着重要作用,具有巨大的经济开发潜力。国外知名钢企业和研究机构在TWIP 钢的成分设计、处理工艺、微观机理等方面开展了广泛研究,目前,典型成分除Fe-Mn-Si-Al系外,还有Fe-Mn-C系和Fe-Mn-Al-C系TWIP 钢。国内的上海大学、上海交通大学、北京科技大学、东北大学等高校研究机构联合上海宝钢、鞍山鞍钢等大型钢铁企业在此领域进行了

深入的研究[2]。 二概念和力学性能 TWIP钢是twinning induced plasticity steel的简称,全称:孪生诱发塑性钢。 孪晶诱发塑性(TWIP)钢是第二代高强度用钢的一种,因其形变过程中能产生大量形变孪晶、推迟缩颈的形成,具有优异的强塑性及高应变硬化性、高能量吸收能力(20℃时吸收能达到0.5J/ram3)[2]而得名,是一种理想的汽车用抗冲击结构材料。Grassal等[9]在研究Fe-Mn-Si-Al系TRIP钢时发现了该钢,并提出孪晶诱发塑性(TWIP)的概念。 材料的力学性能决定于其基体组织,TWIP钢为单一的奥氏体(面心立方)组织,因而具有较低的屈服强度(约280 MPa),中等的抗拉强度(约600 MPa)[5]。面心立方结构的TWIP钢密排面密排程度高,滑移系,滑移方向多,因而塑性好,特别是当TWIP钢拉伸时,由于高应变区会应变诱发孪晶转变,由此显著延迟钢的缩颈,从而极大地提高了钢的塑性,因此具有极高的延伸率(大于80 %)[6]。除此之外,另一个令人瞩目的力学性能是具有高的能量吸收能力和没有低温脆性转变温度。如20℃时约为0.5J/mm3[2],为传统深冲钢的两倍以上;在﹣196℃~200℃形变温度区间内没有低温脆性转变温度。该钢在无外载荷的条件下,室温组织是稳定的奥氏体,基体中存在大量的退火孪晶,一旦施加一定的外部载荷后,因为应变诱发产生形变孪晶,发生大的无颈缩延伸,表现出优良的机械性能,如高的应变硬化率、高

常用建筑钢材主要技术性能指标

常用建筑钢材主要技术性能指标 一、碳素结构钢 碳素结构钢主要轧制成型材(圆、方、扁、工、槽、角等钢材)、异型型钢(轻轨、窗框钢、汽车轮轮辋钢等)和钢板,用于厂房、桥梁、船舶、建筑及工程结构。这类钢材一般不需热处理即可直接使用。碳素结构钢的力学、工艺性能及化学成分指标应符合表10-2、表10-3和表l0-4的规定。 表10-2 碳素结构钢的力学性能

表10-3 碳素结构钢的冷弯性能 注:B为试样宽度,a为钢材厚度(直径)。 表l0-4 碳素结构钢化学成分

Q235 A 0.14~0.30~ 0.3 0.050 0.045 F.b,Z B 0.12~0.30~0.045 C ≤0.18 0.34~0.040 0.040 Z D ≤0.17 0.035 0.035 TZ Q255 A 0.18~0.47~0.3 0.050 0.045 F.b.Z B 0.045 Q75 0.28~0.50~O.35 0.050 0.045 Z 二、常用建筑钢筋 按生产工艺、性能和用途的不同,常用建筑钢筋可分为 热轧光面圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳热轧网缸条钢筋、冷 拉钢筋、热处理钢筋等。 1.热轧光向圆钢筋 经热轧成型并自然冷却的成品为表面光圆的钢筋(见图 10-1),称为热轧光面圆钢筋。按其供应方式又可分为热轧 直条光圆钢筋(直径为8~20mm)和热轧圆盘条钢筋(直径为 5.5~14mm)。 图10-1 光圆钢筋截面形态

I级钢筋足用Q235号钢轧制而成,是低强度钢筋,蝮性好,伸长率大,便于弯折成型,焊接性好,广泛用于普通钢筋t昆凝土构件中。圆钢盘条可用作中小型构件的受力筋或构造筋,还可加工成冷拔低碳钢丝及冷轧钢筋等。 (I)钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋的力学、工艺性能见表10-5,牌号及化学成分见表10-6。 表10-5 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋力学工艺性能 表10-6 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋牌号及化学成分 (2)低碳热轧圆盘条(GH701-97) 盘条钢筋是成卷盘状供应的热轧钢筋。盘条公称直径为5.5、6.0、6.5、7.0、8.0、9.0、10.0.0、12.0、13.0、14.0mm 等。盘条可分为供拉丝用及供建筑和其他用途的盘条。供拉

钢材的物理力学性能和机械性能表

钢材的物理力学性能和机械性能表 钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等. 单独作用下所显示的各种机械性能。钢材通常有五大主要的机械性能指标:通过一次拉伸试验可得到抗拉强度,伸长率和屈服点三项基本性能; 通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能; 通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。 1.屈服点(σs) 钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2) 2.屈服强度(σ0.2) 有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3.抗拉强度(σb) 材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs) 材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5.屈强比(σs/σb) 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为 0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度(HR) 当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材

高强度钢材应用技术

高强度钢材应用技术 刘振泉刘海豹 (中交第一公路工程局有限公司) 1 前言 目前许多施工企业都在拓展海外市场,以谋求更广阔的发展空间。非洲基础设施落后,房建领域尤其是高强度钢结构应用凤毛麟角,我们结合本项目钢结构设计特点,现将恩德培国际机场改扩建项目货运楼中应用的高强度钢材技术进行一下说明。 2 技术特点 (1)所有高强度钢材需符合欧标或英标。 (2)钢结构高强度钢材形式多样,连接复杂。 3 适用范围 本方法适用于恩德培国际机场改扩建项目货运楼主体钢结构。 4 工艺原理 所用高强度钢材符合欧标及英标的标准。 4.1严格控制高强钢材的焊接程序 高强钢材焊接应符合相应欧洲或英国标准,焊工应有符合上岗的认证,对相应焊接的关键部位要严格把控。 4.2严格控制施工过程 施工过程要遵守施工规范,严格控制高强钢材的吊装,吊装的顺序应安全有序。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工放线→基础混凝土内预埋螺栓→(钢结构加工制作)门式刚架吊装→吊车梁安装→钢梁安装→屋架、屋面板及屋檐板安装→墙面板安装→钢结构涂装。 5.2 操作要点 5.2.1.钢结构的焊缝要探伤,看加工的是否合格; 5.2.2.结构安装的误差; 5.2.3.钢结构螺栓位置及尺寸偏差; 5.2. 4.维护结构的安装节点的合理性; 5.2.5.钢结构的除锈的等级; 5.2. 6.防锈漆和防火涂料的厚度。 6 材料与设备

6.2 设备 根据材料特性和施工工艺要求,一般采用以下机械设备: 7 质量控制 1)钢结构安装时,必须控制屋面、楼面、平台等的施工荷载,严禁超过设计图纸和相应规范要求。 2)钢结构安装过程中,结构形成空间刚度单元后,应及时对柱底和基础顶面的空隙进行二次浇灌,地 脚螺栓安装好后的外露长度允许偏差0—+30mm。 3)焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不小于200mm,翼缘板拼接长度不小于2倍板宽; 腹板拼接宽度不小于300mm,长度不小于600mm。 4)吊车梁和桁架不应下挠。 5)摩擦型高强度螺栓连接接触面应平整,有75%的面顶紧,边缘最大间隙0.8mm。 8 安全措施 1) 吊装现场道路必须平整坚实,回填土、松软土层要进行处理。如土质松软,应单独铺设道路。起重

高强度钢板介绍

高强度钢板介绍 牌号Q420钢,强度高,特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶,桥梁,电站设备,中、高压锅炉,高压容器,机车车辆,起重机械,矿山机械及其他大型焊接结构件。 牌号Q460钢,强度最高,在正火,正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能,全部用铝补充脱氧,质量等级为C、D、E级,可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及要求强度高,载荷大的轻型结构。 1.1 国内 国内对汽车用高强度钢板倾向于分为两类: 普通高强度钢板抗拉强度或屈服强度相对较低,或采用传统工艺或传统工艺少许改进即能生产出来高强度钢板。如烘烤硬化钢板、含磷钢板、高强度IF 钢板以及HSLA钢板等。 先进高强度钢板需要采用先进设备及工艺方法才能生产出来的钢板,如双相钢板(DP钢板)、复相钢板(CP钢板)、相变诱发塑性钢板(TRIP钢板)和马氏体钢板(M钢板或Mart钢板)等。 1.2 日本 将抗拉强度不低于340MPa的冷轧钢板和抗拉强度不低于490MPa的热轧钢板通称为高强度钢板(HSS)。 1.3 德国(BMW) 高强度钢板(HSS)屈服强度高于180MPa(包括180MPa),低于300MPa 的钢板。 先进高强度钢板(AHSS)屈服强度高于300MPa(包括300MPa),低于600MPa 的钢板。 超高强度钢板(UHSS)屈服强度高于600MPa(包括600MPa)的钢板。1.4 ULSAB组织 ULSAB组织将高强度钢板分为两类:屈服强度为210~550MPa的钢板定义为高强度钢板(HSS);屈服强度大于550MPa的钢板定义为超高强度钢板(UHSS)。 1.5 国际钢铁协会(IISI) 把高强度钢板从定性概念上定义为高强度钢板(HSS)和先进高强度钢板(AHSS)。 2 高强度钢板的品种介绍 2.1 普通高强度钢板 (1)高强度IF钢板是在IF钢的基础上,添加不同类型的强化元素(如固溶强化元素P、Mn、Si)和适当的轧制工艺控制,使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时,拥有较高的强度,满足复杂形状轿车冲压件性能要求。 (2)烘烤硬化钢板(BH钢)包括IP钢烘烤硬化钢板和低碳烘烤硬化钢板两种。特点是钢板冲压成形前具有较低的屈服强度,通过冲压成形后的涂漆烘烤工艺使钢板的屈服强度增加。 (3)含磷钢板利用磷在钢中的固溶强化作用进行强化。含磷钢板可以用来冲制一些形状比较复杂的汽车冲压件。 (4)超低碳含磷钢板特点是具有良好的深冲性、塑性和韧性,P、Mn、Si 等元素的固溶强化作用保证了其强度。

新型高强钢焊丝的特性及应用

新型高强钢焊丝的特性及应用 一、概述 随着科学技术的进步和国家节能减排宏观政策的推广,高强钢的应用越来越多。从应用较早的煤矿机械,逐渐向大型钢结构、动力机车、特种车辆、大型客车、工程机械、管线和海洋工程等领域发展。我公司专业生产高强钢气体保护焊丝,拥有自主知识产权的高强钢气体保护焊丝国家发明专利。公司主导产品为GHS—50,GHS —60 , GHS—70,GHS—80,GHS—90(见图1)已经通过了CE 认证,DB认证正在办理中。 在第十九届北京·埃森焊接与切割展览会上,我公司展出了新型高强钢气体保护焊丝系列产品,本文将论述部分产品在相应领域的应用案例,全面介绍产品的性能与应用特点。 二、新型高强钢焊丝的性能特点 (1)公司产品通过微合金强化和微合金轫化,改善了组织,提高了强度。依靠微量元素来获取大量的针状铁素体组织,从而保证了低温冲击韧性。GHS—60焊丝的﹣60℃冲击吸收能量可以达到82J。 (2)通过合金元素的合理匹配,为用户提供了宽松的施工条件。在不同的焊接热输入条件下,都可以获得满意的力学性能。 (3)通过对关键微量元素的控制,降低了熔滴的表面张力,熔滴得到细化,从而大幅度降低了飞溅,获得良好的焊道成形)。 (4)焊丝具有良好的外观和线性,确保了焊接过程中优异的工艺性能。 三、新型高强钢焊丝的焊接工艺特点 新型高强钢焊丝的焊接工艺特点主要包括以下几个方面: (1)尽量不摆弧焊接新型高强钢焊丝应用了微量合金元素来促进针状铁素体的形成和抑制先共析铁素体的析出,大幅度的摆弧,将改变铁素体的形态,并在晶间析出有害的组织。因此,在焊接时尽量不要摆弧,以保证获得性能良好的焊缝。 (2)保护气要求新型高强钢焊丝尽可能采用富氩的混合气体进行焊接,以保证合金元素的过渡,获得良好的微观组织。 (3)焊前预热和焊后热处理对于Q550以上级别的高强钢板,预热和焊后热处理是必要的,还要控制焊接过程中的道间温度。必要时,需采用多人焊接。 (4)焊接工艺采用多层多道错位焊,以获得优良的焊接接头。引弧和收弧应错开50mm以上,避免在应力集中处引弧和收弧。 (5)焊材选用对于定位焊和打底焊,采用比母材强度低一级别的焊丝焊接,效果会更好。如Q690钢的焊接,定位焊和打底焊用GHS—70(GB /T8110,ER69—G),填充和盖面焊用GHS—80(GB/T8110,ER76—G)。 (6)合理的焊接顺序既要防止较大的焊接变形,又要控制焊接内应力,为此依据工件结构,制定合理的焊接顺序。 四、典型应用案例 1. 煤矿液压支架的焊接

高强钢筋应用技术

一、高强钢筋应用技术 (一)前言 HRB400级钢筋已作为高效钢筋被列为重点推广应用的建筑业10项新技术之一,推广应用HRB400等高强钢筋对有效利用自然资源,降低消耗,对提高钢筋混凝土结构安全储备等具有十分重要的意义。多年来,为推广应用HRB400等高强钢筋有关部门采取了修订规范,开展试点工程等多种措施。本文通过实际调研,找到制约HRB400级钢筋推广应用的原因,通过理论分析,找到问题的根本;通过工程实例,切实地论证合理地应用HRB400级钢筋所带来的经济效益。 (二)工程概况 本工程为高级办公楼,其中车库要求空间大跨度大,主楼的办公室、会议室和裙楼的餐厅较多对跨度也有要求,根据这个特点,本工程在整体设计时,轴线布置跨度均较大,大部分跨度为8.4米。HRB400级钢筋在这个工程里得到了很好的应用,所有框架梁主筋均采用HRB400级钢筋。 图 1 HRB400 钢筋用量 地下室和裙楼部位结构大量的使用了HRB400级钢筋,达到设计要求并满足房间的使用功能。

图2 HRB400级钢筋现场码放 (三)HRB400级钢筋的特点 HRB400级钢筋是在对HRB335级钢筋化学成分作了微调,调整了钢材C、Si、Mn元素的含量。利用钒、铌、钛在钢中的沉淀强化作用,细化钢的晶粒、改善金相组织、提高钢材的强度。HRB400级钢筋产品的直径为6mm~50 mm,标准推荐直径为6mm、8mm、 10mm、 12mm、 16mm、 20mm、 25mm、 32mm、40mm、 50 mm,虽未推荐仍保留的公称直径有14mm、18mm、22mm、28mm、36 mm几种。但目前设计和施工中一般均在钢筋直径较大时(如大于等于16mm或18mm)采用HRB400级钢筋,较小时采用HRB335级钢筋(一般直径在12mm到18mm之间)或HPB235级钢筋(一般为12mm以下,并在各种结构箍筋和板筋及剪力墙结构主筋中大量使用)。 1、强度高、安全储备大 利用提高钢筋设计强度而不是增加用钢量来提高建筑结构的安全可靠度水

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

钢材性能有影响

钢材性能有影响? 1.化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。2.钢结构用钢材机械性能指标有哪几些?承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求? 钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性; 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。3.钢材两种破坏现象和后果是什么? 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前,结构有明显的变形,并有较长的变形持续时间,可便于发现和补救。钢材的脆性破坏,由于变形小并突然破坏,危险性大。 4.选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么? 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的标准值的依据是:①他是钢材弹性及塑性工作的分界点,且钢材屈服后,塑性变开很大(2%~3%),极易为人们察觉,可以及时处理,避免突然破坏;②从屈服开始到断裂,塑性工作区域很大,比弹性工作区域约大200倍,是钢材极大的后备强度,且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大(Q235的f u /f y ≈1.6~1.9),这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是:①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件,比较极限和屈服强度是比较接近(f p =(0.7~0.8)f y ),又因为钢材开始屈服 时应变小(ε y ≈0.15%)因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的,即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线;②因为钢材流幅相当长(即ε从0.15%到2%~3%),而强化阶段的强度在计算中又不用,从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5.什么叫做冲击韧性?什么情况下需要保证该项指标? 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力,它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量,韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标,还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。 6.为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高(或钢材的强度按其厚度或直径分

建筑钢材的主要技术性能

建筑钢材的主要技术性能-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

建筑钢材 概述 金属材料一般包括黑色金属和有色金属两大类。在建筑工程中应用最多的钢材属于黑色金属。建筑钢材包括钢结构用型钢(如钢板、型钢、钢管等)各钢筋混凝土用钢筋(如钢筋、钢丝等)。钢材是在严格的技术控制条件下生产的,与非金属材料相比,具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大。 一、钢材的冶炼 钢是由生铁冶炼而成。生铁的冶炼过程是;将铁矿石、熔剂(石灰石)、燃料(焦炭)置于高炉中,约在1750℃高温下,石灰石志铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应,生成铁渣,浮于铁水表面。铁渣和铁水分别从出渣口和出铁口排出,铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣;排出生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。生铁又分为炼钢生铁(白口铁)和铸造生铁(灰口铁)。生铁硬而脆、无塑性和韧性,不能焊接、锻造、轧制。 炼钢就是将生铁进行精练。炼钢过程中,在提供足够氧气的条件下,通过炉内的高温氧化作用,部分碳被氧化成一氧化碳气体而逸出,其他杂质则形成氧化物进入炉渣中被除去,从而使碳的含量降低到一定的限度,同时把其他杂质的含量也降低到允许范围内。所以,在理论上凡是含碳量在2%以下,含有害杂质较少的Fe-C合金都可称为钢。根据炼钢设备的不同,常用的炼钢方法有空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。 二、钢材的分类 钢材的品种繁多,分类方法很多,通常有按化学成分、质量、用途等几种分类方法。钢的分类见表一,目前,在建筑工程中常用的钢种是普通碳素钢和普通低合金结构钢。

钢材力学性能指标汇总表

钢材力学性能指标汇总表 钢筋的公称横截面积与公称重量 公称直径,mm 公称横截面积mm 2 公称重量,Kg/m 6.5 33.18 8 50.27 0.395 10 78.54 0.617 12 113.1 0.888 14 153.9 1.21 16 201.1 1.58 18 254.5 2.00 20 314.2 2.47 22 380.1 2.98 25 490.9 3.85 28 615.8 4.83 32 804.2 6.31 36 1018 7.99 40 1257 9.87 50 1964 15.42 注:表中公称重按密度为7.85g/cm3计算。 一、钢筋混凝土用热轧带肋钢精GB1499-1998 1、力学性能 牌号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度 σbMpa 伸长率δs% 不小于 HRB335 6~25 28~50 335 490 16 HRB400 6~25 28~50 400 570 14 HRB500 6~25 28~50 500 630 12 2、弯曲性能(按下表规定的弯心直径弯曲180°后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹) 牌号公称直径mm 弯曲试验弯心直径 HRB335 6~25 28~50 3a 4a HRB400 6~25 28~50 4a 5a HRB500 6~25 28~50 5a 7a 二、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91 表面形状钢筋级别强度等级代号公称直径 mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率 δs% 冷弯d弯心直径a公称直径 不小于 光 圆Ι R235 8~20 235 370 25

先进高强度钢应用手册

先进高强度钢应用手册 国际汽车钢板研究组织 2006.9 湖南大学汽车车身设计与制造国家重点试验室译(第1版) 2009.1

前言 近几年来,为了减轻汽车重量和提高汽车安全性,汽车钢板的开发技术、应用技术方面有了许多新的发展。由国际钢铁公司资助的项目ULSAB (汽车车身轻量化技术)和USLAB-A VC(先进概念车)等,主要在车身上大量采用先进高强度钢,研究汽车的轻量化设计的一些理念。先进高强度钢的应用,需要新的成形技术和连接技术。 这本指南是汽车钢铁研究组织的多位专家的合作成果。其中,特别感谢以下专家: Dr Heiko Beenken Mr Willie Bernert Mr Klaus Blümel Dr Bj?rn Carlsson Dr Jayanth Chintamani Mr Bart DePompolo Mr Daniel Eriksson Mr Peter Heidbüche … 特别感谢Stuart Keeler博士,他是一位金属成形领域的著名专家。他负责本书的编辑工作。国际汽车用钢组织包括全球的下面钢铁公司: 宝山钢铁公司 …… Edward G. Opbroek 国际汽车用钢组织主席

翻译感言 偶然在网上搜索到这本《ADV ANCED HIGH STRENGTH STEEL APPLICA TION GUIDLINES》,当时非常高兴,这本书中包括了一些工厂中常遇到的一些问题,比如,先进高强度钢与传统钢的区别,DP钢与TRIP钢的区别,各种回弹机理。当时只看了一些感兴趣的章节。后面继续看这本手册,发现中间还包括很大的信息量,激起了翻译该本手册的兴趣。翻译过程中,感觉收获比较多,比如局部延伸率,这在国内文献中很少看到。 本手册第一章介绍了先进高强度钢的微观结构、宏观力学性能等;第二章中介绍了先进高强度钢零件的设计、冲压和应用中的一些问题;第三章介绍了先进高强度钢的连接方法;第一章的知识用于解释第二章、第三章中的某些现象。第四章是书中的一些专有名词及其解释,为了方便读者看英文版本,该章有中文和英文。第五章是参考文献。 阅读本手册,可快速全面掌握先进高强度钢涉及到的问题,对这些问题有个初步的了解。如果对其中某个问题很感兴趣,可以在第五章查找相关的文献,或在实践中研究相关问题。相信该手册对先进高强度钢生产企业、汽车生产企业、模具企业、高校或研究所都有一定参考价值。 由于译者外语水平和知识有限,本文翻译中难免有一些错误之处,请大家批评指正。同时建议读该文献原文,第四章中的词汇为中英文,对阅读原文可能有所帮助。 刘迪辉申光举译 2009年1月30日

钢材的主要性能

一、钢材的主要性能 钢材的力学性能:有明显流幅的钢筋,塑形好、延伸率大。 技术指标:屈服强度、延伸率、强屈比、冷弯性能。 力学性能是最重要的使用性能,包括抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性等。工艺性能包括冷弯性能和可焊性。 (1)抗拉性能:抗拉性能钢材最重要的力学性能。 屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据。 抗拉强度与屈服强度之比(强屈比)σb/σs,是评价钢材使用可靠性的一个参数。 对于有抗震要求的结构用钢筋,实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25; 实测屈服响度与理论屈服强度之比不大于1.3; 强屈比愈大,钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大,安全性越高;但强屈比太大,钢材强度利用率偏低,浪费材料。 钢材受力破坏前可以经受永久变形的性能,称为塑性,它是钢材的一个重要指标。钢材的塑性指标通常用伸长率表示。伸长率随钢筋强度的增加而降低。 冷弯也是考核钢筋塑性的基本指标。 (2)冲击韧性,是指钢材抵抗冲击荷载的能力,在负温下使用的结构,应当选用脆性临界温度较使用温度为低的钢材。 (3)耐疲劳性:钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆断破裂的现象,称为疲劳破坏。危害极大,钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关,一般抗拉强度高,其疲劳极限也较高。 二、钢筋的工艺性能 1、钢材的性能主要有哪些内容 钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。力学性能是钢材最重要的使用性能,包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。工艺性能是钢材在各加工过程中表现出的性能,包括冷弯性能和可焊性。 (1)抗拉性能。表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗 拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。 屈服是指钢材试样在拉伸过程中,负荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象。发生屈服现象时的最小应力,称为屈服点或屈服极限,在结构设计时,一般以屈服强度作为设计依据。 抗拉强度是指试样拉伸时,在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比。 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6~0.65,低合金结构钢为0.65~0.75,合金结构钢为0.84~0.86。

影响钢材力学性能的因素2

2.3影响钢材力学性能的因素 影响钢材力学性能的因素有: 化学成分冶金和轧制过程时效冷作硬化温度 应力集中和残余应力复杂应力状态 1.化学成分 钢的基本元素为铁(Fe),普通碳素钢中占99%,此外还有碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)等杂质元素,及硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)等有害元素,这些总含量约1%,但对钢材力学性能却有很大影响。 碳:除铁以外最主要的元素。碳含量增加,使钢材强度提高,塑性、韧性,特别是低温冲击韧性下降,同时耐腐蚀性、疲劳强度和冷弯性能也显著下降,恶化钢材可焊性,增加低温脆断的危险性。一般建筑用钢要求含碳量在0.22%以下,焊接结构中应限制在 0.20%以下。 硅:作为脱氧剂加入普通碳素钢。适量硅可提高钢材的强度,而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性无显著的不良影响。一般镇静钢的含硅量为0.10%~0.30%,含量过高(达1%),会降低钢材塑性、冲击韧性、抗锈性和可焊性。 锰:是一种弱脱氧剂。适量的锰可有效提高钢材强度,消除硫、氧对钢材的热脆影响,改善钢材热加工性能,并改善钢材的冷脆倾向,同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性。 普通碳素钢中锰的含量约为0.3%~0.8%。含量过高(达1.0%~1.5%以上)使钢材变脆变硬,并降低钢材的抗锈性和可焊性。 硫:有害元素。引起钢材热脆,降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。一般建筑用钢含硫量要求不超过0.055%,在焊接结构中应不超过0.050%。 磷:有害元素。虽可提高强度、抗锈性,但严重降低塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性,

尤其低温时发生冷脆,含量需严格控制,一般不超过0.050%,焊接结构中不超过 0.045%。 氧:有害元素。引起热脆。一般要求含量小于0.05%。 氮:能使钢材强化,但显著降低钢材塑性、韧性、可焊性和冷弯性能,增加时效倾向和冷脆性。一般要求含量小于0.008%。 为改善钢材力学性能,可适量增加锰、硅含量,还可掺入一定数量的铬、镍、铜、钒、钛、铌等合金元素,炼成合金钢。钢结构常用合金钢中合金元素含量较少,称为普通低合金钢。 2.冶金轧制过程 ?按炉种分: 结构用钢我国主要有三种冶炼方法:碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。 平炉钢和顶吹转炉钢的力学性能指标较接近,而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、时效性、冷脆性、抗锈性能等都较差,故这种炼钢法已逐步淘汰。 ?按脱氧程度分: 沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。 沸腾钢脱氧程度低,氧、氮和一氧化碳气体从钢液中逸出,形成钢液的沸腾。沸腾钢的时效、韧性、可焊性较差,容易发生时效和变脆,但产量较高、成本较低;半镇静钢脱氧程度较高些,上述性能都略好;而镇静钢的脱氧程度最高,性能最好,但产量较低,成本较高。 3.其他因素 时效

钢材力学性能实用实用标准一览表

钢材力学性能指标汇总表钢筋的公称横截面积与公称重量 公称直径,mm 公称横截面积mm 2 公称重量,Kg/m 6.5 33.18 8 50.27 0.395 10 78.54 0.617 12 113.1 0.888 14 153.9 1.21 16 201.1 1.58 18 254.5 2.00 20 314.2 2.47 22 380.1 2.98 25 490.9 3.85 28 615.8 4.83 32 804.2 6.31 36 1018 7.99 40 1257 9.87 50 1964 15.42 注:表中公称重按密度为7.85g/cm3计算。 一、钢筋混凝土用热轧带肋钢精GB1499-1998 1、力学性能 牌号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs%

不小于 HRB335 6~25 28~50 335 490 16 HRB400 6~25 28~50 400 570 14 HRB500 6~25 28~50 500 630 12 2、弯曲性能(按下表规定的弯心直径弯曲180°后,钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹)牌号公称直径mm 弯曲试验弯心直径 HRB335 6~25 28~50 3a 4a HRB400 6~25 28~50 4a 5a HRB500 6~25 28~50 5a 7a 二、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13013-91 表面形状钢筋级别强度等级代号公称直径mm 屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯d弯心直径a公称直径 不小于 光圆ΙR235 8~20 235 370 25 180°d=a 三、低碳钢热轧圆盘条GB/T701-1997 牌号屈服点σsMpa 抗拉强度σbMpa 伸长率δs% 冷弯180°d弯心直径a公称直径 不小于 Q215 215 375 27 d=0 Q235 235 410 23 d=0.5a 四、冷轧扭钢筋JG3046-1999 表一轧扁厚度、节距

超高强度钢应用.

超高强度钢不仅具有高的抗拉强度, 还具有一定塑性和韧性、小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能、符合资源情况及价格低廉等优点,在航空工业的应用越来越广泛。 我国在高性能材料的研究上与国外相比还比较落后, 目前各型国产飞机的承力构件大部分以 30CrMnSiA 等低合金高强度钢为主体材料,超高强度钢较少,在超高强度钢结构件的制造技术方面更显薄弱, 针对这些新型材料的高效加工技术有必要进行研究。 国内的新研机型中超高强度钢结构件的数量逐年增多, 尤其是某型机的襟翼主滑轨 , 结构相当复杂,尺寸公差要求相当严格。 国外先进飞机的主承力构件大量使用了超钢强度钢, 如美国的军机和主要民航飞机的起落架材料都广泛的应用, F-15、 F-16、 DC-10、 MD-11 等军用战斗机都采用了超高强度钢, 此外波音 747 等民用飞机的起落架及波音 767 飞机机翼的襟翼滑轨、缝翼管道等也采用超钢强度钢制造。 超高强度钢具有刀具易磨损、切削力大、断屑困难等加工特点。为适应新材料的迅速广泛应用, 国外发达国家在零件加工参数、加工冷却、变形控制、刀具寿命、加工设备等方面进行大量的研究和试验, 积累了超高强度钢结构件的加工技术和经验, 建立了超高强度钢的加工工艺知识数据库和切削参数数据库, 规范了各种技术资料, 拥有配套的加工刀具和设备, 实现了超高强度钢结构件的高效加工, 保证产品的质量, 切削参数基本实现最优化状态,充分发挥了设备、刀具的最大潜力。 随着我国超高强度钢应用比例的不断加大, 国内科研院所对其高效加工进行了不同程度的研究。然而在超高强度钢结构件切削参数选择、工艺方法制定、高效加工等方面没有行成系统的工艺知识库和典型规范来指导企业生产, 直接导致超高强度钢结构件加工周期长、效率低、加工质量不稳定的现状。

汽车用高强钢发展综述分析解析

安 徽 工 业 大 学 研究生考试试卷 考试科目:_________________________ 阅 卷 人:_________________________ 专 业:_________________________ 学 号:_________________________ 姓 名:_________________________ 注 意 事 项 1、 考前研究生将上述项目填写清楚 2、 字迹要清楚,保持卷面清洁 3、 教师将成绩单送研究生学院归档 年 月 日 现代工程材料 研材料12 20120049 季承玺 方俊飞

汽车用高强钢发展综述 摘要:综述了目前国内外高强钢材汽车钢板的使用现状及全球趋势,探究了国内外在高强钢材的科技水平,并且在此基础上提出了高强钢材的应用前景,为汽车钢板行业实现可持续发展提供了思路。 关键词:汽车;高强钢;轻量化;种类;发展 1. 高强钢材的优势 与普通强度钢材相比,高强度钢材(以下简称高强钢)具有更高的屈服强度和抗拉强度,因此,采用高强钢构件替代普通强度钢构件可以减小截面尺寸,节约钢材用量,降低制造、运输、安装费用等。高强钢的应用不仅能体现更高的结构效率,还可以带来可观的经济效益和社会效益。 高强度钢材的优点有很多,研究结果表明,在同样的轴心受压条件下,采用高强度钢材的钢柱,在整体稳定方面,极限应力δu与屈服强度f y的比值δu/f y(即整体稳定系数φ),要比普通强度钢材钢柱高很多[1]。相对于普通钢材,钢结构采用高强度钢材具有以下优势:能够减小构件尺寸和结构重量,相应地减少焊接工作量和焊接材料用量,减少各种涂层(防锈、防火等)的用量,使得运输安装更加容易,降低钢结构的加工制作、运输和安装成本。高强度钢材能够降低钢材用量,从而大大减少铁矿石资源的消耗;焊接材料和各种涂层(防锈、防火等)用量的减少,也能够大大减少不可再生资源的消耗,同时能够减少因资源开采对环境的破坏。2. 低合金高强度钢生产工艺技术的发展 自60年代以来,在低合金高强度钢发展的第三阶段中,生产工艺技术有了长足的进步,这是由三方面因素促成的。 (1)对低合金高强度钢性能的要求有了新的认识和提高。对焊接钢材要求不仅有高的抗裂纹生成能力,还要求有良好的抗裂纹扩展能力,即良好的缺口韧性。强度越高,要求韧性越好。 (2)组织一性能关系的基础研究有了重大的突破。Hall和Petch的基础研究首次向人们展示,晶粒细化可以同时提高屈服强度和冲击韧性。Morrison和Wodhead 等的研究表明,在适当条件下,低合金高强度钢中可以形成一定体积分数的尺寸为纳米级的碳氮化物粒子,具有非常强烈的沉淀硬化效果,而加入的钒、妮、钦等元素,以前仅作为细化晶粒元素使用,实际上它们还有析出强化作用。Garland 和Plateau等关于第二相质点对塑性断裂过程影响的理论分析表明,材料的总体塑性与质点的形状有关,第二相质点的长宽比增加,提高沿夹杂物长度方向的拉伸塑性,由此产生塑性的各向异性。这种各向异性影响扁平产品的纵向弯曲性能以

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