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提高H型鋼性能

提高H型鋼性能

分類:
物資常識
作者:
來源:
發布時間:
2017/07/29 15:35

H型鋼作為結構用材料,廣泛應用于高層建筑、工業廠房、碼頭'橋梁、地下巷道等大型工程。它的要求,H型鋼應具備如下性能:

(1)良好的可焊性;(2)高的抗張強度和屈服強度;(3)高的抗疲勞強度;(4)良好的抗斷裂韌性;(5)均勻的材料強度與塑性。

有關金屬材料的研究告訴人們,提高H型鋼性能的冶金途徑主要有以下八條:

(1)關于提高H型鋼的強度,可以通過增加碳含量使珠光體量增加,從而達到提高材料抗張強度的目的。但為使材料不因碳含量提高而損害材料的可焊性和抗斷裂強度,一般其碳含量上限不超過0.2%

(2)向鋼中添加合金元素,如硅、錳、鉻、鎳等,利用合金元素在鐵素體中的固溶強化作用,也可顯著提高金屬材料的強度。但合金元索的加入也會使材料的可焊性變差,一般認為加入的合金元素總量應限定在1.5%以下。

(3)通過熱處理,借助馬氏體轉變,可提高金屬材料的強度和硬度。

(4)通過冷加工變形,提高金屬晶體的位錯密度,從而提高強度。

(5)鈮、釩、鈦等合金元素的沉淀硬化作用對鐵素體晶粒直徑的影響與終軋溫度有關,終軋溫度越低,晶粒直徑越小,沉淀硬化作用越大,尤其足鈮和釩。而且沉淀硬化可使金屬材料的屈服強度提高,同時可以降低金屬的脆性轉變溫度。金屬的韌性很大程度E取決于其硫的含量和硫化物夾雜的種類。欲使鋼材具有良好的韌性,其硫含量應控制在0.0029%以下,同時要控制硫化物和氧化物形狀。

(6)通過晶粒再結晶,尤其是加入有利于晶粒細化的元素,如鈮、鈦、釩等,均可促使晶粒細化,使屈服強度提高,韌性改善。對鋸而言,其最大加入量為0.03%~0.04%

(7)H型鋼而言,控制軋制是提高其性能的主要手段。

世界各國的有關研究指出,對于普通碳紊鋼及低舍金鋼鋼材,其性能主要取決于終軋溫度、變形程度和晶粒尺寸。低的終軋溫度可以提高其抗斷裂強度。實驗表明,終軋溫度每低10℃,屈服強度可以增加13MPa,抗張強度增加10MPa。增加金屬的變形程度有利于其韌性的提高。而微量臺金元素的作用則是通過晶粒細化和沉淀硬化來使鋼材強韌化。在H型鋼軋制過程中,控制冷卻是提高鋼材性能的簡單易行的辦法。通常是控制萬能精軋機前的冷卻,使從萬能粗軋機過來的軋件溫度從大約10501100℃降到850℃,然后再送人萬能精軋機軋制。從1050℃降到850℃,大約需要120s。通常采用氣水冷卻,噴霧時間與空冷時間為13。冷卻裝置安放在萬能粗軋機后的工作輥道旁,噴嘴在高度和寬度上可以調整。在萬能精軋機后的冷卻,對H型鋼殘余應力水平的控制更為關鍵。H型錒這時要從850℃降到80℃,大約需要110s。為使整個斷面溫度均勻降低,還要對H型鋼的腿部進行冷卻。通常也是采用噴霧冷卻,同時在冷床上采用空冷,使其腰、腿溫差變小。如控制不當,常常會出現腰部波浪或腿部波浪,或很大的殘余內應力。總之,要使H型鋼具有趣好的外形和性能,就必須嚴格軋制工藝中的塑性形變,選擇最佳終軋溫度和冷卻速度。

當以連鑄坯為原料時,H型鋼的性能將受到塑性變形程度、夾雜物分布、加熱溫度、終軋溫度、冷卻強度等因素的影響。

(8)用于建筑業的H型鋼,通常采用低碳或超低碳合金鋼。具體鋼種則根據最終用途而定。

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