抗震用极低屈服点钢组织和性能研究
低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用
2007年第2期宝 钢 技 术低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用温东辉,宋凤明(宝钢研究院 结构钢研究所,上海 201900) 摘要:随着钢结构建筑抗震设计水平的进步,消能抗震设计已成为建筑抗震的一个发展方向。
低屈服点、极低屈服点钢具有良好的塑韧性和低达100MPa的屈服强度,并具有较狭窄的强度波动范围,而且成本低、易维护更换,在抗震阻尼构件的制造应用中具有显著的优势,从而成为建筑抗震材料中越来越受到重视的新钢种。
介绍了抗震用低屈服点钢的性能要求及其作为抗震用钢的优点,同时还介绍了低屈服点钢的发展历史、现状及市场前景。
关键词:低屈服点钢;抗震设计;抗震用钢;消能抗震中图分类号:T U352.1 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2007)02-0009-04Appli ca ti on of L ow Y i eld Po i n t Steel i n D esi gnof Earthquake Resist an t Bu ild i n gsW en D onghu i,Song F engm ing(Structura l Steel D i v.,Baosteel Research I n stitute,Shangha i201900,Ch i n a) Abstract:W ith the devel opment of earthquake resistant design for steel structure constructi on,earthquake resis2 tant energy dissi pati on(ERE D)has become a trend of earthquake resistant design.The seis m ic contr ol structures are designed t o achieve seis m ic perf or mance by making the devices abs orb the seis m ic energy.Steels with l ow yield point or extra l ow yield point have good ductility and p lasticity,with yield strength as l ow as100M Pa.A s l ow yield point (LYP)steel has a narr ower2range of strength fluctuati on,better el ongati on,l ower cost and easier maintenance com2 pared with conventi onal steels,it has obvi ous advantages when used t o manufacture anti2seis m ic structural parts.Fi2 nally it becomes a ne w type of steel dra wing more and more attenti on as a kind of quake resistant material.I n this ar2 ticle,p r operties and advantages of LYP steel are intr oduced,t ogether with its devel opment hist ory,current situati on and market p r os pects.Keywords:l ow yield point(LYP)steel;earthquake resistant design;steels for earthquake resistance;earth2 quake resistant energy dissi pati on(ERE D)0 前言地球上每年有数百万次的地震发生。
极低屈服点钢材在耗能减震控制中的应用
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Ｅ Ｒ Ｈ Ａ ＴＩ Ｔ Ｏ Ｏ Ｔ Ｏ Ａ Ｔ ＱＵ ＫＥ ＭＩ ＧＡ Ｉ Ｎ Ｃ Ｎ Ｒ Ｌ
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（ ．ｃｏｌ ｆ ｉｌ ｎｉ ｅｎ ，Ｎｒ ｅｓ Ｆｒ ｔ ｎｖｒｔ，Ｈ ｒｉ １０４ ， ｈｎ； １Ｓｈｏ ｏ ｖ ｇ ｅｒｇ ｏｈａｔ ｏｅｒ Ｕ ｉ ｓｙ ａｂｎ ５００ Ｃ ｉ Ｃ ｉＥ ｎ ｉ ｔ ｓｙ ｅｉ ａ
塑性变形能力以吸收大 量的地震 能量 。可 通过两 种途径 达
到以一 目的： Ｉ － 一方面不断改进阻尼器 的形状尺寸 及阻尼 器和 主体结 构连接部 位构造措施 ， 在不改变阻尼器材性 的基础 上
提高耗 能能力； 另一方面使制作阻尼器的钢材具有屈服强 度
低、 强度稳定 、 变形能力 强的特点。基于以上 需求 ， 国外钢 铁
２ Ｉ ｔ ｔｏ Ｅ ｇ ｅ ｎ ｅｈｎ ｓ Ｃ ｉ ｉ ｏ ｇ ａ Ｂ ｒ ｕ Ｈ ｒｎ１０８ ， ｈ ） ． ｓｔｅ ｆ ｎｉ ｅｇ Ｍ ｃａｉ ， ｈ ａＳ ｓ ｌ ｉ ｌ ｕ ａ ， ａ ｉ ５００ Ｃｉ ｎｉ ｎ ｒ ｕ ｉ ｃ ｎ ｅｍ ｏｃ ｅ ｂ ａ ｎ
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筑
技
术
２０ 年第 ２ （ ０６ 期 总第 １０ １ 期）
极 低 屈服 点 钢 材 在 耗 能减 震 控 制 中 的应 用
钢结构的性能分析及应用研究
钢结构的性能分析及应用研究随着建筑业的发展，许多新型建筑材料也在逐渐得到应用。
钢结构作为一种新型建筑材料，通过其独特的性质和优异的表现，得到了建筑界广泛的认可。
本文针对钢结构的性能分析及应用研究展开讨论。
一、钢结构的基本特性钢结构具有强度高、重量轻、施工方便等优点。
比起传统的混凝土或砖结构，钢结构的使用寿命长，可靠性高。
其材料强度大且易于制造、加工，适合应用于各种建筑、桥梁等工程领域。
此外，钢结构的消防性能好，抗震性能佳，能够有效地应对自然灾害和突发事件，具有重要的应用价值。
二、钢结构的性能分析1. 风荷载钢结构作为一种轻型建筑材料，对于风荷载的抵抗能力十分出色。
钢结构的强度和韧性都比较好，整个结构能够有效地承受风力对建筑的挤压和冲击力，从而保证了建筑的稳定性和安全性。
2. 抗震性能钢结构的抗震性能也是其重要的优势之一。
由于钢本身的材料性质以及结构设计的合理性，钢结构具有屈服点低、塑形能力好等特点，因此钢结构建筑的抗震性能要远远优于其他建筑材料。
在地震等自然灾害发生时，钢结构建筑可以更好地保护建筑内的人员和设备，对降低人员伤亡和财产损失有显著的效果。
3. 耐腐蚀性由于钢结构在外界环境下经历着不断的腐蚀作用，所以其耐腐蚀性能也是一个十分重要的性能指标。
要有效地提升钢结构的耐腐蚀性能，则需要采用一些表面处理技术，比如喷涂保护、热浸镀锌等，从而改变其表面的物理化学性质，提高钢结构的抵抗腐蚀性能。
三、钢结构的应用研究目前，钢结构广泛应用于各种高层建筑、桥梁和制造业等领域。
在高层建筑领域，钢结构的地位越来越重要。
例如，钢结构可用于设计更灵活的构造，承重能力更高，协同性更好，从而增强了设计师对建筑的控制能力。
此外，钢结构的重量轻，可以减少建筑成本和加快施工速度，同时也减少了工地扰民的情况。
在桥梁领域，钢结构也得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步，新型的钢材种类不断涌现，如近年来采用的高强度、高韧性钢材，具有优异的强度和韧性，对桥梁的承重能力和使用寿命都有着明显的提升。
HRB400E抗震钢筋研制与开发
HRB400E抗震钢筋研制与开发许后昌;鲁庆文;王健;彭俊昕【摘要】建筑结构的快速发展对建筑用钢材提出了越来越高的要求.特别是在汶川地震后,高强度、高性能抗震钢筋的生产开发成为国内外的研究热点.灾后重建及国家实施的基础设施建设的大量投入,都需要大批量的高强度抗震钢筋,适应建筑钢材升级换代的市场需求,提高螺纹钢产品的市场竞争力.在钢筋的生产中,普遍采用钒氮微舍金化+控制轧制的方式来实现晶粒的细化,以获得良好的综合性能.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2011(033)001【总页数】6页(P29-33,66)【关键词】HRB400E;微合金化;控制轧制;晶粒细化【作者】许后昌;鲁庆文;王健;彭俊昕【作者单位】攀钢集团成都钢钒有限公司,四川,成都,610303;攀钢集团成都钢钒有限公司,四川,成都,610303;攀钢集团成都钢钒有限公司,四川,成都,610303;攀钢集团成都钢钒有限公司,四川,成都,610303【正文语种】中文【中图分类】TG335.6+4中国是一个地震活动比较频繁的国家。
可能产生强度为 7级以上地震的地区约占全国面积的 1/3。
按城市统计,约占全国的 45%[1]。
目前,我国已进入第五个地震活动期,建筑物的抗震性能引起国家建设部及社会的普遍关注。
螺纹钢作为重要的建筑用材,其产品质量至关重要。
在5·12地震以前,我国建筑钢材广泛应用 20MnSi 钢,其抗震性能是:屈服点仅达 335 MPa,与国外普遍使用的 400 M筋有较大差距,与国外正在推广使用的 500 MPa级差距更大。
强度提高的同时塑性难以提高,强度塑性配合较差;应变时效性大,塑性变形后韧性较差;钢筋的韧脆转变温度高;碳当量高,不利于焊接[2,3]。
这不仅造成钢材的浪费,也因为配筋量大混凝土浇注困难,影响大型工程和高层建筑的施工质量。
灾后重建及国家实施的基础设施建设,都需要大批量的高强度抗震钢筋,同时普通的HRB335钢筋由于产品自身的局限性,市场需求大幅度萎缩,攀成钢原先大量生产的HRB335钢筋滞销,使公司面临巨大的生产压力。
钢材性能和表示方法
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P s为屈服点s处的外力，F o为试样断面积，则屈服点σs=P s/F o(MPa)。
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P b为材料被拉断前达到的最大拉力，F o为试样截面面积，则抗拉强度σb= P b/F o（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。
（1）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）。
（2）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）。
低屈服点钢应用技术
目次1 总则（1）2 术语和符号（2）2.1 术语（2）2.2 符号（3）3 材料及设计指标（6）3.1 材料及选用（6）3.2 设计指标（7）4 基本规定（10）4.1 一般要求（10）4.2 结构分析（11）4.3 连接与节点（12）5 屈曲约束支撑（13）5.1 形式与构造（13）5.2 受力性能要求（13）5.3 节点计算（15）5.4 制作、安装、验收和维护（15）6 钢板剪力墙（17）6.1 一般要求（17）6.2 非加劲低屈服点钢板剪力墙（19）6.3 加劲低屈服点钢板剪力墙（24）6.4 构造要求（25）6.5 制作、安装、验收和维护（25）7 其他类型消能器（26）7.1 一般要求（26）7.2 其他类型消能器的技术性能（27）7.3 主体结构设计（28）7.4 连接与构造（29）7.5 制作、安装、验收和维护（30）本规程用词说明（31）引用标准名录（32）附：条文说明（暂时置于每条条文之后）（34）1总则1. 0. 1为在低屈服点钢的结构工程应用及设计、制作、检验中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，并充分发挥低屈服点钢在延性和耗能方面的显著优势，制定本规程。
条文说明：无。
1. 0. 2本规程适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区采用低屈服点钢的新建建筑结构和既有建筑结构抗震加固的抗震及消能减震设计、施工、验收和维护。
抗震设防烈度大于9度地区及行业有特殊要求的工业建筑，其消能减震设计应按有关专门规定执行。
条文说明：本条与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中条文（1. 0. 3）的规定一致；1. 0. 3按本规程设计与施工的新建低屈服点钢消能减震结构，其抗震设防目标应满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和现行行业标准《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的要求；既有建筑结构采用低屈服点钢进行消能减震加固时，抗震设防目标还应满足现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定。
钢结构的抗震设计
钢结构的抗震设计§1.1 问题的引出在大震作用下如果结构要保持弹性工作状态则地震设计荷载太大，经济上无法承受。
因此目前国内外的结构抗震设计中都允许结构出现塑性变形，相应的结构抗震设计规范则采用对结构的弹性反应谱进行折减的方法来确定结构的底部剪力，但折减的思路却很不同。
例如欧洲规范（Eurocode 8）允许结构在地震作用下进入非线性状态[1]，即设计地震作用力通常小于相应的弹性反应值。
为了避免在设计过程中进行复杂的非线性分析，欧洲规范采用在弹性反应谱的基础上除以反映不同延性等级的性能系数q 得到弹塑性反应谱。
性能系数q 其值与结构的体系能量耗散能力有关。
其中q 为：0/1.5D R W q q k k k = (1.1)式中：0q 为性能系数基本值，对于钢筋混凝土框架结构体系及连肢剪力墙结构体系，0 5.0q =，对于非连肢剪力墙结构体系，0 4.0q =；D k 为反映结构延性等级的系数，对高、中、低三种延性等级，D k 分别取1.0、0.75、0.5。
R k 为反映结构规则性的系数，对于规则结构和不规则结构，R k 分别为1.0和0.8；W k 为含墙结构体系的主导破坏模式系数，对于框架和等效框架双重体系，取1.0。
可见在欧洲规范中，延性差的结构其基底剪力比延性好的结构的基底剪力大2倍。
日本建筑标准法规（BSL ）明确规定了两个水准的设计地震[1,2]，第一水准为中等强度地震（EQ1）和第二水准的强烈地震（EQ2）。
在中等强度地震作用下，要求结构几乎没有损坏；在第二水准地震作用下，结构的极限抗剪能力必须大于极限地震剪力：un s es i i V D F C W = （1.2）式中：i C 为楼层剪力系数；i W 为结构的总重量；s D 为结构影响系数（考虑结构延性对地震弹性反应谱进行折减的作用），对于延性良好的结构，0.30.4s D ≤≤；对于延性较差的结构，s D 取较大值，但最大值不超过0.55；es F 为结构布置系数以考虑结构刚度在平面和竖向分布的不规则影响。
抗震钢筋的解释说明
抗震钢筋的解释说明一、市质监站人员说结构抗震等级一二级的必须用抗震钢筋，但没有书面故规范标准，设计院说没收到抗震等级一二级结构必须使用抗震钢筋的新规范，图纸设计依据的是老钢筋规范，所以图纸不用修改。
二、《GB1499.2-2007钢筋混凝土用钢第二部分热轧带肋钢筋》三、《建筑抗震设计规》GB50011-2001之3.9.2条明文规定：3.9.2 结构材料性能指标，应符合下列最低要求：2 混凝土结构材料应符合下列规定：2)抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。
b.抗震钢筋是新的钢筋规范中对符合上述要求的钢筋的新叫法（名称）--单列为一类（在标示后加E）《热轧带肋钢筋》新标准(GB1499.2-2007中要求：一、二级抗震等级设计的工程，其设计图纸标明的钢筋型号应该带“E”，在审图时应注意图纸写的是否正确，图纸写钢筋型号没有带“E”时，应在设计交底时及时与设计沟通。
采购钢筋时如果是2008年3月1日后生产的，应选择标牌及质量证明书上带“E”型号的钢筋。
今后生产的HRB335、HRB400钢筋的将达不到“屈强比”的要求，只有HRB335E、HRB400E等带“E”的钢筋才能达到“屈强比”的要求。
今天拿去试验的一组钢筋屈强比达不到抗震要求。
对于规范要求的钢筋屈服强度实测值与标准值不得大于1.3的要求，个人认为屈服强度不是越大越好吗？为什么要有这个规定呢？还有规范要求是一二级抗震等级的框架结构，是不是剪力墙可以不受其约束啊?首先，钢材在屈服强度以下的范围内，是弹性变形，钢材没有受到破坏，所以屈服强度是划分钢材等级的标准，所以为了安全方面的考虑，必须要求实测的屈服强度必须大于标准强度。
其次，钢筋屈服以后，产生塑性变形，直至达到断裂，这个屈服点到塑性变形直至断裂的区间，一方面抗拉力减去屈服时的力的空间，可以提高安全系数。
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表３钢板的力学性能 Ｔａｂ．３ Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅｓ
性能 ｔｒＪＭＰａ ｏｂ／ＭＰａ ６（％） 砂（％） ２０‘ｃＡ“』ｊ ０‘ｃＡ“ｎ
要求 ８０～１２０ ２００～３００ ≥５０ ≤６０
≥２７
ｌ８
１０７
２６２
５９．７ ４０．７
２６８
１３６
２。
８５
２５０
７０．８ ３３．９
２０７
４２
注：各试验数据均为３个试样的平均值
均在目标要求的范同之内，其他的性能也满足试 验要求。对比两块钢板的性能数据发现，２”钢板的 Ｏ＂ｂ较低，但具有更高的伸长率④）。分析认为，这是 南于２４钢板的晶粒尺寸较大的缘故。根据霍尔佩 奇公式．钢板的晶粒尺寸越细小，钢板的强度越 高。而品粒尺寸增大，在降低１９＂。的同时，对钢板 的冲击韧度也不利。从表中数据看，２。钢板的室 温４ Ｋｖ和１“钢板的相当，而０℃的Ａ“则低于ｌ ４ 钢板的。 ２．３低周疲劳性能
网１钢板轧后的金相组织 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｔｅｓ ａｆｔｅｒ ｒｏｌｌｉｎｇ
采用截线法测定钢板的晶粒尺寸，２４钢板的 晶粒尺寸（晶粒直径９４．７¨ｍ）明显超过１“钢板的 晶粒尺寸（晶粒直径７０．４¨ｍ）。这是因为２“钢板 较厚，变形比较小，同时２“钢板在较高的温度下 模拟卷取，有利于晶粒的长大。从图中还可看出， 较高的卷取温度下，２”钢板中的很多品界消失或 者模糊不清，晶粒长大明显。 ２．２力学性能
《热加工工艺》２００８年第３７卷第２２期
２９
万方数据
材料热处理技术Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００８年１１月
环次数均在１００周以上， 说明钢板具有良好的低 周疲劳性能。
图２为试样在２％应变范闱２Ｈｚ条件下应 力一位移的循环曲线示意图。从图中看，在试验的 初始阶段（１０ｃｙｃｌｅ），随着试验的进行，试样的应力 逐步增大，出现硬化的趋势；随后材料进入稳定阶 ，段（１００－４００ｃｙｃｌｅ），最终试样逐步软化，循环曲线 出现拐点（５１５ ｃｙｃｌｅ），试样失敏。
Ａｓ。＝△ｓ。＋△唧＝３．一５鲁Ⅳ，１２＋｛Ｉｎ１ 寺｝、０６ Ⅳ，６
式中，ｏｒ为强度极限，Ｅ为弹性模量。在高应 变低周寿命范同，式中第二项远大于第一项，塑性 越高，则疲劳寿命越高。
根据上式，提高塑性是提高低屈服点钢低周 疲劳抗力的有效途径。本文制备的低屈服点钢板， 伸长率超过６０％，从而保证钢板具有良好的低周 疲劳抗力，试验结果也证实了这一点。
地震给人类的生命和财产造成了巨大损失． 如何提高建筑的抗震能力一直是人们关注的重 点。随着对抗震技术的深入研究，人们发现，消能 抗震技术具有比结构抗震技术更好的抗震性能． 从而成为建筑抗震技术的发展趋势【ｌ】，用于制作 消能阻尼器的极低屈服点钢（或称软钢）也日益受 到重视㈣。与其他减震材料相比，低屈服点钢制 作的消能阻尼器具有构造简单、经济耐用、震后更 换方便和可靠性强等优点，既可用于新建筑物的 抗震，也可用于旧建筑抗震能力的提高。采用合 理的成分设计及轧制工艺，宝钢制备出屈服强度 １００ ＭＰａ级的极低屈服点钢，在实验室对钢板的 组织和性能作了分析研究，为低屈服点钢的大规 模生产作了准备。
关键词：极低屈服点钢；建筑抗震；消能抗震；高应变低周疲劳
中图分类号：ＴＧｌ４２．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１．３８１４（２００８）２２—００２８—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ Ｙｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｔｈ Ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ
１ 实验方法
收稿日期：２００８—０７—１ １ 作者简介：宋风明（１９７６－），男，ＩｌＪ东郯城人，ｆ：程师，硕｝’，主要研究方
向为低屈服点抗震用钢、耐候钢、耐火钢等高性能建筑 用钢：电话：０２ｌ一２６６４１０２０； Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｆｅｎｇｍｉｎｇ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｃｏｒｎ
炼钢在５００ｋｇ真空感应炉中进行，化学成分如 表ｌ所示。钢水浇铸成１００ｋｇ的２２０ｍｍｘ２５０ｍｍｘ ２５０ｍｍ方锭，钢锭经锻造后在１１５０℃以上的温 度加热，分别轧制成厚１２ｍｍ和１６ｍｍ的钢板， 具体的轧制Ｔ艺见表２。轧制出的钢板，直接切取 试样，进行横向拉伸和横向冲击性能测试。
影响低屈服点钢制造的抗震设施性能的因 素包括滞回特性、应变速率和低周疲劳性能［６】。地 震时，强震的持续时间一般在１ｍｉｎ以内．振幅 频率通常１～３Ｈｚ，在１００～２００循环周次内造成 建筑物的破坏，这属于高应变低周疲劳（ＨＳＬＣ， Ｈｉｇｈ ｓｔｒａｉｎｌｏｗｃｙｃｌｅ）。材料的高应变低周疲劳机理 十分复杂．目前关于低屈服点钢低周疲劳性能的文 献还很少。研究认为，ＨＳＬＣ疲劳寿命主要取决于塑 性及一定的强度，强度和塑性的适当配合，可提高 钢的高应变低周疲劳性能川。根据Ｍａｎｓｏｎ公式：
Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ
ＳＯＮＧ Ｆｅｎｇｍｉｎｇ，ＷＥＮ Ｄｏｎｇｈｕｉ，ＬＩ Ｚｉｇａｎｇ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂａｏｓｈａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１９００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅｓ ｗｉｔｈ １ ００ ＭＰａ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗｅｒｅ ｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｔｒａｉｎ ｌｏｗ ｃｙｃｌｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｃａｎ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ；ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｆｏｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ （ＥＲＥＤ）；ｈｉｇｈ ｓｔｒａｉｎ ｌｏｗ ｃｙｃｌｅ ｆａｔｉｇｕｅ（ＨＳＬＣ）
表１钢锭的设计成分（质量分数，％） Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ（ｗｔ，％）
Ｃ
Ｓｉ
Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ａｌ
Ｎ
Ｔｉ
≤Ｏ Ｏｌ ≤０．０２ ０．０５－０．１０ ≤Ｏ．Ｏｌ ≤０．００６ ０．０ｌ－０．０５ ≤０．００５ ≤０．１０
表２钢板的轧制工艺
Ｔａｂ．２ Ｔｈｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅｓ
３ 讨论
极低屈服点钢的特点在于屈服强度极低，一 般在１００ＭＰａ左右，同时要求高的伸长率和低的 屈强比，从而保证钢板良好的塑性变形能力。，地震 时低屈服点钢先于主体结构承受地震载荷作用， 并首先发生屈服．靠反复载荷滞后吸收地震能量， 保护
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万方数据
Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００８，Ｖ０１．３７，Ｎｏ．２２
下半月出版
Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ材料热处理技术
２ 实验结果
２．１显微组织 在光学显微镜下对轧制的钢板进行显微组织
分析，结果如图１所示。可以看出，钢板为单一的 轴状铁素体组织，其中１４钢板的晶粒较细小。分 析认为．由于钢板的合金成分为近乎纯铁的超低 碳低合金，钢中少量的Ｃ原子被Ｔｉ固定，从而无 珠光体生成。
低屈服点钢主要用于建筑物的抗震设计，考 虑到地震时建筑物构件主要承受高应变低周交变 载荷，对钢板做了低周疲劳性能测试。本次实验的 试样为等截面棒状试样。根据地震实际情况，分别 在２％和４％的总应变范围内测试了１、２和３Ｈｚ 时的低周疲劳性能。
根据试验标准，峰值压应力减去压缩曲线拐 点处的应力．达到峰值压应力的某一规定百分数 时认为试样失效。本次实验过程中，当滞后环的 压缩部分｝｝｛现明显的拐点时，说明试样已经出现 明显裂纹，即判定为试样失效。具体试验参数及结 果如表４所示。可看出，随应变范围的扩大，试样 的循环次数有降低的趋势。在２％的应变范围内， 试验频率的提高对钢板的低周疲劳性能影响不 大。在较高的应变范同时，随试验频率的提高，试 样的循环次数略有下降。
编号 加热温度 终轧温度
／＊Ｃ
／℃
冷却 方式
钢板厚度 ／ｍｍ
轧后处理
ｌ４
１２４０
９５０
空冷
１２
７００℃模拟卷取
２“
１１５０
９５０
空冷
１６
７５０℃模拟卷取
钢板的最微组织采用光学显微镜（ＯＭ）进行 观察分析：拉伸性能测试在力学试验室根据 ＧＢ／Ｔ２２８。２００２在ＳＣＬｌ３２进行，冲击采用夏比Ｖ 型试样：低周疲劳试样从１６ｍｍ厚钢板上切取， 依照ＧＢ／Ｔ１５２４８—９４加丁成西１０ｍｌＴｌ和西１２ ｍｍ 的试样，在ＭＴＳ８０９试验机上进行低周疲劳测试。
材料热处理技术ｚ Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２００８年１１月
抗震用极低屈服点钢组织和性能研究
宋风明，温东辉。李自刚
。
（宝山钢铁股份有限公司研究院，上海２０１９０∞
摘要：通过合理的成分设计及轧制工艺，制备出屈服强度１００ＭＰａ级的极低屈服点钢，对其组织和性能进