低屈强比高强钢箱形柱抗震性能试验研究

钢结构的材料高强化是发展趋势,目前高强钢存在屈强比过高的问题,限制了高强钢在建筑结构中的抗震设计应用。对低合金高强度结构钢进行材性改良,研发出一种新型低屈强比Q620E高强钢。对此新型高强钢的抗震性能进行试验研究,根据壁板宽厚比等级设计截面尺寸不同的箱形截面柱,对轴压比为0.2和0.35的高强钢箱形柱进行低周往复加载试验。通过观察试件的破坏模式、提取滞回曲线和骨架曲线,从承载力、延性、耗能性能与损伤发展等方面对钢柱的抗震性能进行分析,并与Q690D普通高强钢柱抗震性能进行比较。试验结果表明,低屈强比高强钢柱具有良好的滞回性能和塑性变形能力;壁板宽厚比对构件承载力及延性影响显著;壁板宽厚比越大则刚度下降越快、损伤发展不连续;相较于Q690D普通高强钢,Q620E新型钢在力学性能与构件抗震方面均体现出较大的优势,可考虑在高强钢建筑结构中拓展应用。

针状铁素体/马氏体高强度低屈强比双相钢的EBSD研究

应用电子背散射衍射技术研究了具有针状铁素体/马氏体双相组织的高强度低合金钢的显微组织结构,且对其力学性能进行了检验.结果表明,这种钢种的平均晶粒尺寸达到了2μm级,属于细晶粒钢;双相组织中的马氏体相的体积分数为27.6%,铁素体相的体积分数为70.9%,且两相晶界取向差的半数为小角度晶界,有利于提高材料的塑性性能和形变能力,屈强比达到了0.674.讨论了晶粒尺寸、相体积分数和晶界取向差与材料力学性能的关系.

回火热处理对低屈强比高强钢组织与性能的影响

利用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜观察等方法,阐明了回火热处理对低屈强比高强度钢组织与力学性能的影响规律。研究表明,回火温度对低屈强比高强度钢的组织和力学性能具有决定性影响。回火前,试验钢显微组织主要由细小板条状和粒状贝氏体组成,还含有少量铁素体及一些M/A岛。随回火温度提升,板条贝氏体逐渐合并长大,板条宽度增加,M/A岛分解,抗拉强度和冲击韧性下降,而屈服强度保持稳定,导致屈强比升高。M/A岛以块状和链条状形态存在,位于板条之间或贝氏体/铁素体边界。较低的回火温度可获得高强度、高韧性和低屈强比钢,这主要归功于其细小的板条组织和稳定的M/A岛。

高强度低屈强比建筑用钢板的研究开发

随钢结构建筑的迅猛发展,对建筑用钢板的强韧度、屈强比、焊接性等提出了更高的要求。本文介绍了高强度低屈强比建筑用钢板的特点,化学成分设计和组织控制的要点,以及Q-Q′-T和Super-OLAC& HOP两种生产工艺。

低屈强比X70M钢的工艺和组织性能

通过热模拟实验研究了不同变形温度和终冷温度工艺对X70M管线钢显微组织和硬度的影响。结果表明:奥氏体非再结晶区的大变形和变形后快速冷却有助于针状铁素体的形成。经生产验证,采用含有0.065%Nb和0.20%Cr的较为简单的化学成分设计,X70M可以获得屈服强度均值537 MPa、抗拉强度均值663 MPa和-60℃夏比V型冲击功最小值380 J的强韧性能。低屈强比的X70M高强韧性的主要机制在于晶粒细化。当减小碳含量至0.065%以下并且增加针状铁素体的比例,可以将钢管和板卷之间屈服强度的变化控制在约10 MPa水平。

低屈强比590/780MPa建筑用钢DL-T工艺研究

采用Nb-V-Ti低成本成分设计及两相区直接淬火回火(DL-T)工艺,在实验室成功开发了低屈强比590/780MPa高强度建筑用钢。实验结果表明,直接淬火温度在750℃以下时可以得到一定量的铁素体,满足低屈强比双相组织的要求;在600～750℃直接淬火时,随着直接淬火温度的升高,钢板强度增加,伸长率降低;在600～700℃淬火时屈强比基本保持不变,当淬火温度升高到750℃时,组织中的铁素体和贝氏体共同对屈服强度产生影响,造成屈强比由0.76上升到0.82。

高强度低屈强比铆螺钢轧制工艺的研究

为消除螺栓在热处理中产生的各种缺陷,缩短生产周期,使铆螺钢免热处理.采用热模拟试验机、实验室轧机和多工位冷镦机对铆螺钢轧制实验,铆螺钢原料和成品分别在拉力试验机和万能试验机上进行拉力试验,并对其组织进行了分析.结果表明,铆螺钢经过控轧控冷,获得具有多边形铁素体、细片状珠光体、粒状贝氏体、残余奥氏体和少量MA岛的多相组织.由于控轧控冷后的多相组织及TRIP效应,改善了螺栓的强韧性.铆螺钢因低的屈强比可以直接由热轧棒材冷镦成螺栓,螺栓无需最终热处理,产品的力学性能满足8.8级螺栓国家标准的相应要求.

460MPa级高强度低屈强比钢的研制

结合钢板力学性能指标,利用Nb、V、Ti等元素微合金化,配合合理的控轧控冷工艺,开发了高强度、低屈强比Q460GJC钢。对其工业性试制钢板开展了拉伸、冲击、组织结构检验及焊接性能试验。结果表明:研制的钢种强度高、屈强比低、冲击性能优异,具有优良的综合性能,满足高层建筑用钢技术要求。

490MPa建筑用低屈强比耐火热连轧带钢的研制

通过控轧控冷(TMCP)的方法,开发出490 MPa级高层建筑用低屈强比耐火热连轧带钢。结果表明,该钢种具有强度高,屈强比低,耐火性能强及焊接性能优良等特点,完全能够达到日本JIS3136标准要求。

高强度低屈强比钢回火试验研究

通过对高强度低屈强比试验钢Q690GJ进行系列温度回火试验,分析钢材回火前后的力学性能及组织结构。结果表明:试验钢未经回火时,钢板屈服强度略低于技术指标要求;回火后,钢板强度提高,但屈强比上升,冲击性能下降,延伸率几乎不变,最佳回火温度为400℃;试验钢回火前组织均为"贝氏体+少量铁素体",回火后为贝氏体。

60kg级低屈强比耐火钢的试验研究

对一种低屈强比建筑用耐火钢进行试验研究,介绍了试验钢的化学成分、试验工艺、力学性能等,重点论述了合金元素、组织等对钢的屈强比、高温强度的影响。结果表明,该钢具有良好的综合机械性能,组织为铁素体基体加贝氏体第二相,因此获得低的屈强比。合金元素Cr、Mo、Nb等的加入有效地提高了钢的高温性能。

特厚低屈强比高强钢的研制与开发

本文针对低C,高Mn和Nb、V、Cr、Ni微合金化成分,采用轧后弛豫控制相变的组织调控技术得到460MPa特厚低屈强比海工钢。并利用扫描电镜(SEM)等试验手段,研究了试验钢的力学性能和显微组织特征。结果表明,试验钢在整个厚度截面上均得到多边形铁素体+贝氏体组织,具有较低的屈强比、较高的均匀变形能力和良好的低温韧性。

低屈强比特厚钢板的控制轧制和正火工艺研究

采用连铸—控轧—正火工艺试制了90 mm特厚钢板,研究了不同控制轧制和正火工艺对组织和力学性能的影响。结果表明:在奥氏体未再结晶区轧制时,减少道次数,单道次采用大压下率,有利于细化特厚钢板中心的晶粒,提高轧态厚板中心强度和韧性,而对珠光体的片层间距和体积分数影响不大;正火后,组织带状特征减轻,分布均匀,晶粒和珠光体团得到细化,使伸长率、低温冲击功及z向断面收缩率提高,能够得到抗拉强度为550 MPa级的低屈强比、高韧性和良好抗层状撕裂的特厚钢板。

60kg级低屈强比耐火钢的实验研究

对低屈强比建筑用耐火钢进行了实验研究,介绍了实验钢的化学成分、实验工艺、力学性能等;重点论述了合金元素、组织等对钢的屈强比、高温强度的影响。结果表明,该钢具有良好的综合机械性能,组织为铁素体基体+贝氏体,因此获得低的屈强比。合金元素Cr、Mo、Nb等的加入有效地提高了钢的高温性能。

500 MPa级低屈强比桥梁用钢板的开发

介绍了500 MPa级桥梁用钢板的主要制造工艺和技术难点。通过低碳以及适量的合金元素成分设计,配合合适的控轧控冷及热处理工艺,获得铁素体+贝氏体金相组织,控制软相铁素体和硬相贝氏体的数量比例、尺寸、形貌及相互分布状况。利用力学性能测试、光学显微镜观察等方法分析力学性能和金相组织的关系,最后成功开发出低屈强比Q500q E桥梁钢板。

低屈强比高强度海工钢研究进展

综述了国内外低屈强比高强度海工钢研究与应用情况。从化学成分、金相组织结构、晶粒尺寸与取向、缺陷与强化四个方面阐述了影响钢材屈强比的常见因素,系统地总结了多种降低钢材屈强比的一般性工艺手段。介绍了国内外海工钢发展现状,目前国内690 MPa级别的海工钢屈强比在0.90~0.95,未来将致力于屈强比低于0.85的海工钢的研发,其中,热处理是降低海工钢屈强比的重要手段。

低屈强比K55高频电阻焊接套管开发研究

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等微观组织手段、热模拟试验技术方法和实验室轧制试验,研究了低屈强比K55焊接套管奥氏体连续冷却转变特性和工艺性能间的关系,并进行了工业试制。结果表明,采用C-Mn-微合金化成分设计和优化的控轧控冷工艺,结合合适的HFW焊接工艺试制的K55焊接套管可获得适当的铁素体+珠光体片层组织的搭配,屈服强度和抗拉强度满足API SPEC 5CT要求,屈强比稳定。

420MPa级低屈强比高强度建筑用钢板的开发

通过低C及Ti+Nb微合金化、低碳当量和低成本成分设计,采用两相区控轧控冷工艺,获得均匀细小且弥散分布的铁素体+珠光体+少量贝氏体的金相组织,控制软相铁素体和硬相珠光体的数量比例、尺寸、形貌及相互分布状况。利用力学性能测试、光学显微镜观察等方法分析力学性能和金相组织的关系,最后成功开发出420 MPa级低屈强比、焊接性优良的Q420GJE建筑钢板。

宝钢中等壁厚低屈强比X70M管线钢板的研发

为了获得力学性能优良、经济型的中等壁厚X70M管线钢板,采用C-Mn-Cr-Nb-Ti成分设计,利用低温区精轧+DQ工艺生产了中等壁厚X70M管线钢板,并与传统工艺进行了性能对比。结果显示,新工艺生产的管线钢板拉伸曲线呈现类圆弧顶圆滑过渡形态,钢板抗拉强度较高,屈服强度适中,屈强比控制在较低水平。结果说明,开发的新工艺平衡了析出强化与固溶强化分别对屈服强度与抗拉强度的正贡献关系,提升了钢板抗拉强度,扩大了屈服强度与抗拉强度的差值,解决了中等壁厚X70M管线钢板屈强比偏高的难题。

弛豫技术在低屈强比钢板生产中的应用

轧后弛豫技术是实现钢板低屈强比性能的基本控制手段,此控制手段是以实现钢板的双相组织为目的,主要通过控制水冷过程中的开冷温度、终冷温度等参数来实现的。通过钢板中软相组织与硬相组织的结合,得到较低的屈强比,可基本控制在0.87以下,实现了低屈强比高建钢、油罐钢、管线钢等一系列钢种的批量生产。