650 MPa级高强抗震钢筋锚固试验研究

650 MPa级高强抗震钢筋是一种新型的超高强钢筋混凝土用钢,相比目前常见的HRB400、HRB500钢筋,它具有结构安全储备能力高,更加绿色化、轻量化,综合成本低等优点,但我国现行《混凝土结构设计规范》对500 MPa级以上钢筋在混凝土结构中的应用尚未做出规定。本文为了推广650 MPa级高强抗震钢筋在混凝土结构工程中的应用,通过650 MPa级高强抗震钢筋锚固性能试验,研究了650 MPa级高强抗震钢筋不同钢筋锚固长度、不同钢筋锚固类型(直锚、弯锚)、不同混凝土强度等级、不同保护层厚度、不同钢筋直径等参数下的锚固性能,并探讨现行国家标准《混凝土结构设计规范》中关于钢筋锚固的相关设计要求对650 MPa级高强钢筋的适用性,为加速650 MPa级高强抗震钢筋的工程应用和推广提供参考和依据。

不同性能水平下600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究

基于性能抗震设计思想的600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究,对于推广高强钢筋混凝土柱的应用至关重要。通过17根HTRB630高强钢筋混凝土柱试件和3根HRB400钢筋混凝土柱试件的拟静力试验研究了其抗震性能。与HRB400钢筋混凝土柱相比,HTRB630高强钢筋混凝土柱的滞回曲线的形状没有发生明显改变,试件具有较好的承载能力和延性。将基于Kunnath损伤模型计算的损伤指数与试验中测量的损伤指数范围进行了比较,结果表明,Kunnath损伤模型可以准确计算HTRB630高强钢筋混凝土柱的损伤指标。根据HTRB630高强钢筋混凝土柱的破坏特点,以屈服点、峰值点和极限点作为高强钢筋混凝土柱的性能水平控制点。基于性能抗震设计的思想,将600 MPa级高强钢筋混凝土柱的性能水平划分为5个性能水平,即正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌性能水平。结合参考文献中600 MPa级高强钢筋混凝土柱的试验数据,对65个600 MPa级高强钢筋混凝土柱各特征点的位移角进行了相对频率统计分析,得到了600 MPa级高强钢筋混凝土柱在暂时使用、修复后使用和接近倒塌3个性能水平下具有超过90%安全保证率的位移角限值分别为1/150、1/80和1/60。

1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢异种接头组织性能研究

通过采用MAG熔焊方法并选择合适的高强钢焊丝,进行1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢板的异种焊接,得出了最佳焊接工艺参数,并对焊接机头进行了组织及力学性能试验。结果表明,异种焊缝组织主要由羽毛状的下贝氏体组成,在焊态焊缝组织中没有发现马氏体组织;而在1700 MPa级超高强钢的熔合线附近一侧,发现大量沿熔合线垂直生长的板条马氏体组织;力学性能测试表明,焊接接头性能满足生产使用要求,为超高强钢的应用提供了试验依据。

回火温度对高强抗震耐火钢板组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等研究了不同温度回火后690 MPa级高强抗震耐火钢板的微观组织、复合析出相形态、拉伸断口形貌和力学性能。结果表明:热轧态试验钢具有较高的强度,但其抗震性和塑韧性较差;随着回火温度的升高,试验钢的强度呈现先增后降的趋势;300℃回火后,试验钢具有优异的综合力学性能,组织主要为回火马氏体+铁素体+贝氏体,同时有大量细小的含Nb、V、Ti、Mo的复合析出相弥散分布于基体中,析出相颗粒的平均尺寸为40.5 nm,这种细小析出相在高温时不易粗化,能够减缓高温强度损失,此时其-40℃冲击吸收能量达到最大值,为171 J。

600 MPa级高强抗震钢筋热模拟试验研究

利用Gleeble3800热模拟试验机,进行600 MPa级高强抗震钢筋连续冷却转变曲线和热变形工艺试验,测定600 MPa级高强抗震钢筋的动态CCT曲线。通过显微组织观察、硬度测试,研究了不同冷却速度和控制冷终止温度对钢筋显微组织和性能的影响。结果表明:贝氏体转变临界冷却速度为2℃/s;马氏体转变临界冷却速度为5℃/s;钢筋轧后理想控冷速度为≤2℃/s。为保证钢筋综合力学性能及组织安全,理想的轧后控冷工艺为:轧后快速冷却,控冷终止温度700~730℃,钢筋冷床冷却速度≤2℃/s。

800MPa级高强度磁轭钢的研究与开发

根据高强度磁轭钢的特点和要求,介绍了武钢开发800 MPa级磁轭钢的微合金化成分设计及控轧控冷技术,以及该钢的组织形态和析出相分布与形貌。经检测,产品的力学性能、磁性能良好,满足大型水电项目用磁轭钢的制造要求。

国产800MPa级高强钢大HD值高压钢岔管整体运输安装施工技术应用

抽水蓄能电站具有水头高、引水系统线路长、洞内施工等特点,随着近些年越来越多的抽水蓄能电站全面开始进行开工建设,引水系统压力钢管HD值越来越大(尤其是钢岔管的HD值),并且国产高强度钢板应用也越来越多。呼和浩特抽水蓄能电站具有一定的代表性,引水压力钢管和高压钢岔管全部使用国产800 MPa级高强度钢板,高压钢岔管采用洞外整体拼装及水压试验,整体运输进洞安装。

沂蒙抽水蓄能电站800MPa级高强钢岔管制造与水压试验

随着国内抽水蓄能电站建设的不断发展.目前国产800MPa级高强钢在岔管上的应用逐渐广泛,由于800MPa级高强钢岔管的制造施工难度较大,本文主要总结沂蒙抽水蓄能电站国产800MPa级高强钢岔管的现场制造与水压试验,为类似工程提供经验参考。

国产800MPa级高强钢大HD值高压钢岔管整体运输安装施工技术应用

抽蓄水蓄能电站具有水头高、引水系统线路长、洞内施工等特点，随着近些年越来越多的抽水蓄能电站全面开始进行开工建设，引水系统压力钢管HD值越来越大，尤其是钢岔管的HD值也越来越大，并且大量的国产高强度铜板应用也越来越多，呼和浩特抽水蓄能电站具有一定的代表性，引水压力钢管和高压钢岔管全部使用国产800MPa级高强度铜板，高压钢岔管采用洞外整体拼装及水压试验，整体运输进洞安装。

980MPa级TRIP钢热压缩动态再结晶行为

为研究980MPa级高强TRIP钢的动态再结晶行为,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对试件钢在变形温度950~1150℃、应变速率0.01~5s-1,应变量0.3~0.7,道次间隔保温时间1 min,进行单道次热压缩试验。结果表明：随应变速率的增加,变形温度的降低,应变量的增大,试件的晶粒尺寸也变得更加细小。动态再结晶行为的发生更为完全。基于试验结果建立了980MPa级高强TRIP钢的动态再结晶动力学模型,并计算了其激活能。

建筑结构用690 MPa级低屈强比焊条J807GD的研制

鉴于目前690 MPa级建筑结构用钢的焊接主要采用进口焊条,开展了J807GD焊条的国产化研究。通过在药皮中按比例添加不同种类的氟化物,优化熔渣流动性,并对药皮中某些带有结晶水的粉料进行预烘焙,降低焊缝中扩散氢含量,严格控制焊缝中Mn、Cr、Cu等元素的含量,优化熔敷金属的屈强比。结果表明,研制的J807GD焊条具有优良的平、立焊工艺性,屈强比≤0.92,在推荐参数下力学性能均满足技术条件要求,焊接工艺参数适用范围较宽,适用于690 MPa级建筑结构用钢的焊接,能够满足工程应用的技术要求。较好地解决了690 MPa级建筑结构用钢配套焊条熔敷金属高屈强比与冲击韧性之间平衡的问题,为690 MPa级建筑结构用钢配套焊条的国产化研究提供了理论依据。

建筑结构用耐火钢性能及涂料涂覆减薄研究

对采用Nb、Ti、Mo复合微合金体系优化设计的345MPa级耐火钢常温、高温下的力学性能进行研究。结果表明,优化后的345MPa级耐火钢有较低的屈强比与良好的高温力学性能。对普通Q235钢梁与345MPa级耐火钢梁进行不同厚度涂料涂覆和耐火测试,对钢结构防火涂料的涂覆减薄进行研究。结果表明,在同等防火涂料涂覆条件下,345MPa级耐火钢耐火极限高于普通Q235钢梁,耐火极限的提高主要由于软化温度的提高。345MPa级耐火钢在涂料涂覆减薄的条件下,满足北京2022冬奥会滑雪大跳台裁判塔二级防火设计要求。

J390FR耐火钢焊条模拟火灾条件下高温性能

通过调整390 MPa级耐火钢配套用焊条合金元素C,Mn,Ni,Mo,研究影响焊条熔敷金属高温拉伸性能的因素;采用光学显微镜和扫描电镜观察焊条熔敷金属微观组织,研究在模拟二次火灾下影响焊条熔敷金属高温性能的机理。结果表明,合金元素C,Mn主要影响焊条熔敷金属室温抗拉强度;合金元素Mo是高温性能主要影响因素,尤其是在模拟二次火灾条件下,随着合金元素Mo含量增加,焊条熔敷金属高温屈服强度升高;Mo元素固溶于铁素体强化作用及焊缝金属具有热稳定良好的M-A组织,是焊条熔敷金属在高温下具有良好性能的重要原因。

690 MPa级高强抗震钢板的合金化与回火工艺

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸试验机和冲击试验机等手段,研究了Cu、Nb、Ti合金化和回火工艺对690 MPa级高强抗震钢板显微组织与力学性能的影响。结果表明,当Cu含量为0.32%、Nb含量为0.075%、Ti含量为0.015%时,钢板具有最佳的强塑性、低屈强比和低温冲击韧性;热轧态钢板的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体+少量铁素体+少量M/A岛,板条贝氏体束宽为2~4μm,随着回火温度的升高,板条贝氏体逐渐粗化、贝氏体束宽不断增大、板条边界逐渐模糊并最终转变为不规则的块状组织;当回火温度从300℃升高至600℃时,钢板的抗拉强度呈现逐渐降低的趋势,而屈服强度变化较小,断后伸长率呈现逐渐升高的趋势,屈强比逐渐升高,0℃和-20℃冲击吸收能量呈现逐渐降低趋势,当回火温度介于300~450℃时,试验钢能够满足690 MPa级高强抗震钢板的设计要求。

配置600 MPa级钢筋异形柱梁柱节点抗震性能试验研究

异形柱梁柱节点是结构的薄弱部位,为了改善异形柱梁柱节点薄弱部位的受力性能,采用配置600 MPa级高强钢筋和X形筋两种改善异形柱梁柱节点受力性能的方法。设计了4个异形柱梁柱节点组合体试件并对其进行拟静力加载试验,研究分析节点的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力、延性及钢筋应变等性能指标,揭示配置600 MPa级钢筋节点的抗震性能及配置X形筋对节点抗震性能的影响规律。研究结果表明:配置600 MPa级钢筋的节点具有较高的承载力,相比于配置500 MPa级钢筋的节点延性稍差;配置X形筋可明显改善节点的破坏特征,并可提高节点的承载力、延性及耗能能力,改善节点的抗震性能。

微合金元素对690MPa级耐火钢组织性能的影响

针对690 MPa级空冷贝氏体耐火钢目前存在的屈强比过高无法满足抗震性能,以及冲击韧性过低和高温600℃下屈服强度降低的问题,设计了两种成分的低碳贝氏体耐火钢,分别为低V高Nb+Ti和高V低Nb+Ti两种成分,目的是获得室温屈服强度大于690 MPa,屈强比小于0.85,高温600℃屈服强度大于室温屈服强度的2/3,即460 MPa,以及-40℃低温冲击韧性均值大于69 J的高强韧耐火钢。试验过程中首先在冶炼炉进行冶炼,后将铸锭加热到1200℃以上保温,在900℃左右锻造,锻造完成后采用两阶段控制轧制工艺。为了改善试验钢的力学性能和显微组织,对试验钢采取最终热处理方法,热处理工艺采用正火空冷+回火空冷,正火温度选取Ac3以上30~50℃之间,回火温度采用贝氏体转变温度范围内的温度。对热轧态的试样和经过热处理后的试样进行对比分析,通过金相、扫描等对试样显微组织进行分析,通过常温力学拉伸试验、600℃高温拉伸试验和-40℃低温冲击试验,对试验钢的力学性能进行对比分析,同时对微合金元素Nb、V、Ti对过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)的影响进行了研究分析。结果表明:通过微合金元素Nb、V、Ti的调整,能使F+P转变线明显右移,贝氏体转变线趋于扁平化,组织由原来的粒状贝氏体转变为粒状贝氏体与板条贝氏体的混合组织。通过增加V,降低Nb+Ti的含量,对热轧态的组织对比,发现可以获得的粒状贝氏体组织中M-A岛更加细小均匀,更有利于改善材料的塑韧性。对热处理后的试验钢的组织和性能进行对比发现,通过增加V,降低Nb+Ti的含量,组织由粒状贝氏体转变为粒状贝氏体与板条贝氏体的混合组织,而板条贝氏体对试验钢的力学性能有利。Y1试验钢中大块的粒状贝氏体组织对试验钢的低温冲击韧性不利,Y2试验钢中细小的粒状与板条状贝氏体的混合组织,能显著改善试验钢的冲击韧性。因此,在实际生产中,应尽量获得细化的板条贝氏体组织才能使材料的性能更好。与此同时,对比相同成分的热处理后的试验钢发现,回火温度对试验钢的屈服强度的影响更为明显,对抗拉强度影响较小,通过采取合理的调控回火温度,发现Y1试验钢在350℃时力学性能最佳,但高温屈服强度和低温冲击韧性不理想,而Y2试验钢在400℃时力学性能最佳。综上所述,Y2经过正火+400℃回火、1 h热处理工艺后具有优秀的综合性能,即抗拉强度为1009 MPa、屈服强度为855 MPa,600℃的屈服强度为481 MPa,满足屈服强度大于室温屈服强度的2/3,-40℃冲击功均值为145 J,大于69 J,满足690 MPa级耐火钢的要求。

锌液中Al含量对440MPa级高强IF钢镀层的组织结构及抑制层的影响

应用SEM和EDS研究了锌液中不同Al含量对镀层组织结构和抑制层的影响,进而确定440MPa级高强IF钢镀层成形性的最佳Al含量。结果表明,随着锌液中Al含量的增加,纯锌层与基体界面处ζ相明显减少,Al的富集程度增加,抑制层的晶粒逐渐长大,致密性增加。当锌液中Al含量为0.25%时,镀层成形性最好。