460MPa级耐火耐候建筑用钢的组织和性能研究

采用低钼复合添加钛、镍、铬、铜的微合金化设计,配以合理的控轧控冷工艺,试制了低成本460 MPa级耐火耐候建筑用钢。通过周浸实验研究了实验钢在模拟工业大气环境中的耐候性能。结果表明:实验钢由粒状贝氏体、M/A岛耐火钢理想组织组成。在600℃保温时析出的大量纳米级Ti的碳氮化物,纳米析出物与位错发生交互作用,阻碍位错运动,提高了实验钢的高温力学性能。与Q345B钢相比,耐火耐候建筑用钢的耐蚀性能提升了30%以上。耐火耐候建筑用钢的锈层致密且稳定,锈层中的α-FeOOH含量较多,能有效阻止腐蚀离子接触基体。腐蚀速率及稳定锈蚀相的相对含量变化证明了耐火耐候建筑用钢锈层随时间延长变得越来越稳定,耐候性能更好。

分子筛型声学增强材料的储存耐候性能

研究了湿度和有机物小分子等储存耐候条件对声学增强材料谐振频率偏移值的影响,探讨了由不同硅铝比分子筛组成的声学增强材料在不同湿度及有机物小分子气氛中储存后的谐振频率及偏移值的变化规律.研究结果表明,由既定硅铝比分子筛组成的声学增强材料在25℃/50%相对湿度(RH)和25℃/95%RH条件下储存后,其谐振频率偏移值未发生明显变化.氮气吸附实验结果表明,25℃下氮气分子占据了较少的比表面积,水分子的存在不影响声学增强材料对氮气分子的吸附.在25℃/50%RH条件下放置后,声学增强材料在25℃/95%RH条件下吸附的水分子会逐渐脱附.声学增强材料在不同种类有机物小分子气氛中储存后,其谐振频率偏移值呈不同的变化趋势.对于尺寸较小的有机物小分子,由于存在可逆吸附,声学增强材料的谐振频率偏移值未有明显变化;对于尺寸较大或具有小尺寸端基基团的有机物小分子,由于存在嵌入式吸附,声学增强材料的谐振频率偏移值明显降低.

高铬耐候钢Q350EW高温热塑性分析

为评估Q350EW高铬耐候钢连铸过程裂纹敏感性,利用Gleeble3500热模拟试验机测定了Q350EW高铬耐候钢高温热塑性,并结合Thermo-Calc热力学软件理论计算Q350EW高铬耐候钢析出相分布规律。利用扫描电镜结合光学显微镜对高温拉伸断口宏观、微观形貌以及断口处的显微组织观察分析。研究结果表明,随着加热温度升高,Q350EW高铬耐候钢抗拉强度降低;断面收缩率曲线在700~800℃附近出现凹谷,775℃时断面收缩率最低为64.9%。凹谷温度范围内断口形貌主要由韧窝组成,其断裂机理为韧性断裂;显微组织分析表明,原奥氏体晶界出现铁素体致使塑性降低,但是由于铁素体含量较高,Q350EW高铬耐候钢塑性仍保持较高水平。通过优化连铸二次冷却等关键工艺参数降低Q350EW高铬耐候钢铸坯裂纹风险性,建议铸坯角部弯曲矫直段温度<750℃。

内陆半干旱区长寿命耐候钢板梁桥锈层稳定性检测与评估

为研究内陆半干旱区长寿命耐候钢板梁桥锈层稳定性技术状况,以陕西黄延高速隆坊跨线桥为背景,基于耐候钢锈层耐腐蚀机理和锈层稳定性环境影响因素分析,开展该桥周期性(间隔近2年)锈层稳定性原位检测,并提出适用于该类桥梁锈层稳定性技术状况评估模型,对该桥锈层稳定性进行评估。结果表明:隆坊跨线桥主梁锈层经近2年时间演化,其粘附力有所提升,光照充足、通风良好、表面干燥、无杂物堆积等有利于稳定耐候锈层形成;不易积水、积尘的主梁竖直表面较水平上表面更易形成稳定耐候锈层;在耐候钢板梁桥稳定锈层形成阶段,随着桥梁服役时间的延长,耐候锈层稳定性在不断提高;提出日常维护和锈层分级维护的长寿命耐候钢板梁桥锈层维护策略,建议在靠近梁端区域的钢主梁下翼板下表面设置V形挡水板,对混凝土悬臂板设置滴水槽或阻水板。

低碳耐候冷镦钢的电化学腐蚀行为

通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱,以普通低碳冷镦钢为对比材料,研究了低碳耐候冷镦钢的电化学腐蚀行为。结果表明:与普通低碳冷镦钢相比,低碳耐候冷镦钢具有较高的自腐蚀电位、较低的自腐蚀电流密度和较大的电荷转移电阻,耐蚀性能显著提高;随耐候指数增大,该钢的自腐蚀电位逐渐提高,电荷转移电阻逐渐增大,自腐蚀电流密度逐渐降低。该钢的自腐蚀电位与耐候指数呈线性正相关,当耐候指数大于6.388时,电荷转移电阻急剧增大。

高寒地区水工建筑物环氧砂浆防护材料耐候性能及工程应用

高寒地区水工建筑物长期暴露在高海拔、强紫外辐射、冬季严寒且温差大等特殊环境下,较其他地区更易产生裂缝、渗漏破坏,以及冻融破坏、溶蚀、碳化、钢筋锈蚀、冲刷破坏等劣化问题,严重影响工程安全运行。通过室内紫外湿热老化、冻融循环,以及西藏地区自然老化等试验,研究了环氧砂浆的耐候性能。结果表明,改性环氧砂浆紫外线与湿热加速老化2000 h均未出现开裂,且抗拉强度保留率74%;抗冻等级可达到F250;自然老化960 d后,涂层颜色轻微变色,表面不粉化。该材料用于西藏拉洛水利枢纽工程泄洪洞消力池表面防护与修复,经过4 a以上服役,改性环氧砂浆抗冻、耐紫外线等耐候性能表现优异,有良好应用潜力,可为高寒地区类似工程应用提供参考。

耐候桥梁钢及其焊缝耐腐蚀性评价研究

目前耐候钢耐腐蚀性常见评价方法有耐腐蚀指数计算法、周期浸润腐蚀试验法和电化学测试法。针对耐候桥梁钢及其焊缝的耐腐蚀性设计要求,为了准确评价耐候桥梁钢焊缝的耐腐蚀性,以我国耐候钢桥常用的Q420qENH耐候钢板为对比试样,采用与其匹配的CHT71NHQ药芯焊丝熔敷金属制作成焊缝试样,基于3种耐腐蚀性评价方法,分析焊缝的耐腐蚀性。结果表明:Q420qENH耐候钢板和CHT71NHQ药芯焊丝的耐蚀腐蚀指数I均大于等于6.5,焊缝与耐候钢相对腐蚀速率为3.87%,且二者自腐蚀电位差较小,仅为13 mV,CHT71NHQ药芯焊丝与Q420qENH耐候钢耐腐蚀性相匹配,均满足设计要求;3种方法均可反映耐候钢与焊缝耐腐蚀性的优劣。

550NH耐候钢在3种典型大气环境中的初期腐蚀行为

针对广西壮族自治区不同区域的气候特征,选择城市、工业、海岸3种典型大气环境开展了耐候钢的初期腐蚀行为研究。分别采用大气暴露腐蚀试验和电化学测量试验对550 MPa强度级别的550NH耐候钢的耐腐蚀性进行评估。结果表明,550NH耐候钢在城市大气、工业、海岸3种环境中的腐蚀速率依次增加。550NH耐候钢在3地腐蚀6个月后的腐蚀产物主要为Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH、γ-FeOOH。腐蚀产物层致密且无贯穿性裂纹主要归因于550NH耐候钢中Cu和Cr元素对裂纹和孔洞的修复作用。550NH在模拟海洋环境和模拟工业环境中的电化学阻抗谱随着腐蚀时间的延长逐渐由1个容抗弧转变为2个容抗弧组成。

输变电铁塔用耐候钢闪光焊接

文中对闪光焊接在铁塔用耐候钢上的应用展开研究,闪光焊接是通过焊接面的短路进行加热,加载顶锻变形过程界面上动态再结晶形成焊缝。焊接件经退火后,焊缝与热影响区均得到与基体相近的珠光体+铁素体组织,焊接试样与基体力学性能趋于一致。耐候钢闪光焊接无需引入其他焊料从而保证了焊缝与基体化学成分相同,并可通过热处理消除焊缝与基体之间组织差异,获得焊缝与基体力学性能的一致性。这对于无涂装输变电铁塔应用,闪光焊接一方面保证了焊接构件机械性能稳定性,另一方面避免了焊缝与基体之间因组织成分差异所带来的较大电位差,在自然环境下导致电化学腐蚀,从而满足耐候钢焊接构件免涂装服役性能要求。

咖啡壳粉对木塑复合材料耐候性能的影响

用咖啡壳粉(CHP)代替木粉,以增强高密度聚乙烯(HDPE)的抗老化性能。以两步成型法熔融共混制备了木塑复合材料(WPCs),经过氙灯老化2000h后,测试其耐候性能。采用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、表面颜色、机械性能、热稳定性、微观形貌(SEM)来测试WPCs的抗老化性能。结果表明,在老化2000 h后,CHP高混杂样品(HCHP/HDPE)的降解速率加快,使其更容易褪色和开裂;而CHP低混杂样品(LCHP/HDPE)的羰基指数、O/C比增幅最小(分别为136.6%、66.23%),物理性能降幅不明显,故CHP低混杂填料,可以提高桉木纤维/高密度聚乙烯(WF/HDPE)木塑复合材料的耐候性能。

方形耐候钢管混凝土短柱轴压力学性能研究

为研究方形耐候钢管混凝土短柱的轴压力学性能,首先设计并开展了4根轴压短柱试验研究。进而采用Abaqus有限元软件建立方形耐候钢管混凝土短柱有限元模型并进行数值分析。数值模拟结果表明,轴压短柱直至破坏共经历了3个阶段:弹性段、弹塑性段和破坏段。其破坏模式均为柱中局部屈曲。耐候钢拉伸性能试验特征与低碳钢的力学性能相近,有限元建模采用低碳钢本构关系可准确模拟方形耐候钢管混凝土短柱的轴压力学性能。钢管内焊接拉筋能有效改善钢管对核心混凝土的约束作用,进而提高轴压短柱的极限承载力和延性。最后,方形耐候钢管混凝土短柱轴压力学性能与普通钢管混凝土短柱无异。

一种Mo系耐候钢表面锈层稳定剂的性能

制备了一种Mo系耐候钢表面锈层稳定剂,并通过实验室周期浸润腐蚀试验、宏观和微观腐蚀形貌观察、锈层成分分析和电化学测试等方法,研究了该锈层稳定剂对耐候钢锈层结构、成分和耐蚀性的影响。结果表明:锈层稳定剂可避免锈液流挂现象的产生,降低耐候钢的腐蚀速率,促使Mo元素在内锈层与基体结合处发生聚集,促进了α-Fe OOH的生成,还生成了稳定的氧化物MoO_(3)和不溶性的Fe Mo_(O4),增大了锈层电阻,提高了耐候钢的耐蚀性。

国产通用级与耐候级聚甲醛结构与性能对比

通过偏光显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、熔体流动速率仪(MFR)研究了通用级聚甲醛和耐候级聚甲醛在结晶性能、热稳定性能、力学性能、耐候性能、MFR等方面的差异。结果表明:与通用级聚甲醛相比,耐候级聚甲醛的拉伸性能和弯曲性能相当;冲击强度、热稳定性能和耐紫外光性能有所提高;MFR,游离甲醛和不稳定端基含量有所降低。通过对2种聚甲醛的试验对比,分析二者之间的结构和性能差异,为耐候级聚甲醛的下游应用及进一步开发升级提供了重要的基础数据。

耐候钢Q370qENH埋弧焊焊接接头锈蚀行为与机理研究

为了研究耐候钢Q370qENH埋弧焊材的锈蚀机理,对Q370qENH埋弧焊焊缝试样和基材试样进行浸泡腐蚀实验和电化学腐蚀实验,并对Q370qENH浸泡腐蚀后形成的锈层形貌和成分进行表征。结果表明,Q370qENH埋弧焊焊材焊缝处的耐蚀能力低于基材,其电化学阻抗为基材的38%。分析了Q370qENH埋弧焊材焊缝耐蚀能力低于基材的原因和表面锈层的形成机理,研究结果可为耐候钢在高速铁路钢桥等工程项目中的服役安全评估和维修养护提供科学依据和理论基础。

含Ti耐候钢在海洋环境中的腐蚀行为

为研究高钛含量耐候钢在海洋环境下的腐蚀机理,采用周期浸润加速腐蚀设备,对两种不同Ti含量的耐候钢进行了腐蚀行为研究。腐蚀实验后,测量了腐蚀减薄量。然后用数码相机和扫描电镜(SEM)对表面腐蚀产物的宏观和微观形貌进行观察。采用电子背散射衍射(EBSD)方法分析钢中大小角度晶界对初期腐蚀行为的影响。结果表明:在近似晶粒尺寸条件下,钢中Ti元素有助于提高抗海洋环境腐蚀性能,但是Ti含量的增加使小角度晶界、Σ3晶界和Σ7晶界比例下降,Ti含量在一定范围内有利于耐候钢表现出更好的耐蚀性。

BWR4耐候钢热轧盘条的研制开发

主要介绍了首钢长钢公司采用转炉、LF精炼炉、小方坯连铸机和55万t棒线复合产线工艺路线生产BWR4耐候钢热轧盘条的关键工艺技术。轧制盘条力学性能稳定,1/3冷顶锻合格率为100%,耐大气腐蚀指数在6.54以上,轧制盘条质量指标符合《耐候钢结构紧固件用热轧盘条及圆钢》标准要求,可满足用户加工5.8级螺栓使用要求。

耐候钢低成本生产工艺研究与实践

针对耐候钢生产工艺及成分设计特点,通过成本组成分析,对各工序低成本运行进行精准控制。介绍一种低成本生产控制工艺,通过目标成分的精准控制攻关、工艺路线优化调整、辅料料型搭配优化及耐候废钢定向回收利用等措施,通过在某厂120 t炉区生产实践验证,在保证质量稳定可靠的基础上,可有效地降低耐候钢炼钢生产成本。

超声冲击对SMA490BW耐候钢焊接接头腐蚀疲劳的影响

采用USP-300超声表面加工装置对SMA490BW耐候钢表面进行超声冲击处理。研究超声冲击前后试件的显微组织、显微硬度和残余应力,比较超声冲击前后SMA490BW耐候钢焊接接头的腐蚀速率和腐蚀疲劳寿命。通过光学显微镜观察超声冲击后SMA490BW耐候钢的显微组织,采用测试仪器测试焊接接头的表面硬度和残余应力,分析超声冲击提高SMA490BW耐候钢抗腐蚀性及其疲劳寿命的机理。结果表明,超声冲击处理能使材料表层晶粒细化形成致密的塑性变形层,提高显微硬度,并在材料表面引入有效的残余压应力,降低腐蚀速率,减小失重量。同时,超声冲击处理后裂纹扩展路径变得更加复杂,裂纹扩展速率降低,焊接接头腐蚀疲劳寿命得到提高。

漂浮式光伏关键部件耐候性研究综述

为了解决能源需求和环境保护的压力,漂浮式水面光伏被提出作为解决方案。近海海域具有广阔的空间,提供了充足的布设场所,因此海上漂浮式光伏成为研究的热点。评估光伏关键部件的耐候性对确保近海漂浮式光伏系统的可靠性和持久性至关重要。近年来已出现了一些试验性水上光伏发电项目,显示出漂浮式光伏系统在水域中的潜力。然而,近海环境的湿度、海风、盐雾等因素对光伏关键部件的性能和寿命产生不利影响,因此评估光伏关键部件的耐候性能尤为重要。目前关于水上光伏的研究内容还较为有限,但各国已开始推动该技术的研究和应用。这些研究成果有助于促进近海漂浮式光伏的可持续发展,推进清洁能源的应用和环境保护。

10.9S级耐候钢螺栓在桑园子黄河大桥上的应用

检测了应用于桑园子黄河大桥的10.9S级耐候钢螺栓连接接头的力学性能和抗延迟断裂性能。对Q370qENH耐候桥梁钢板(被连接材料)和耐候钢螺栓进行了周期性浸润加速腐蚀试验,分析了锈层的形态和腐蚀产物的物相。结果表明:10.9S级耐候钢螺栓连接接头的力学性能满足国标要求,以0.85的加载系数恒载荷拉伸试验100 h的缺口试样未断裂,符合要求;耐候钢螺栓的耐蚀性能略优于Q370qENH耐候桥梁钢板,两者的相对腐蚀速率为6.1%,10.9S级耐候钢螺栓与被连接材料发生电偶腐蚀的风险较小。