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。

600MPa级Nb-Ti微合金高强度钢的开发

开发的Nb-Ti微合金高强钢(/%:0.04C、0.34Si、1.40Mn、0.010P、0.004S、0.098Nb、0.020Ti、0.045Al、0.002 5N)由真空感应炉冶炼、50 kg钢锭40 mm锻造板坯经试验室单架轧机于1 200℃7道次轧制成10mm板,末道次压缩比≥15%,终轧温度880℃,喷水冷却至600℃,置于热处理炉600℃30 min,炉冷至室温,分别模拟层流冷却和卷取工艺。该钢经Gleeble 3500热模拟机试验得出,高温低塑性区为650～800℃和≥1 300℃。力学性能试验结果为下屈服强度R_(el)625～640 MPa,抗拉强度R_m705～710 MPa,伸长率18.0%～19.5%。所开发的钢具有碳当量低,焊接性能好,成本低等特点。

Ni对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响

通过改变气保护药芯焊丝中Ni元素的添加量,研究Ni元素对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响。研究表明:当w(Ni)为1.0%时,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,-20℃低温冲击韧性达到69 J;随着w(Ni)的增加,焊缝金属强度逐渐提高,而韧性则先下降后上升。适当Ni元素有利于提高焊缝金属的低温韧性。

600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系研究

为了探究600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系,为600 MPa钢筋在混凝土结构的应用提供理论依据,通过4组42个试件进行中心拉拔试验,研究混凝土强度、钢筋锚固长度以及混凝土保护层厚度等因素对600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系的影响规律。结果表明:600 MPa级钢筋在高强混凝土中的拉拔破坏模式包括钢筋拔出破坏、混凝土劈裂破坏、钢筋屈服破坏3种模式;钢筋拔出破坏的黏结-滑移曲线包含上升段(包括微滑移段、滑移段、劈裂段)、下降段和残余段;混凝土劈裂破坏的黏结-滑移曲线只包含上升段(包括微滑移段、滑移段、劈裂段);钢筋屈服破坏的黏结-滑移曲线包含上升段(包括微滑移段、滑移段)和水平段。在不发生钢筋屈服破坏情况下,极限拉拔荷载随混凝土强度、锚固长度、钢筋直径的增加而增大。基于试验结果,分析600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结破坏特征和黏结-滑移机理,提出了劈裂破坏情况下600 MPa级钢筋与高强混凝土的黏结-滑移关系模型及模型参数的表达式,所提模型及模型参数表达式与试验结果吻合良好。

建筑用600MPa高强度螺纹钢在退火过程中组织及力学性能的研究

以建筑用高强度600 MPa螺纹钢为研究对象,通过扫描电镜、光学电镜及拉伸性能测试,分析其在退火过程中组织及力学性能的变化规律。结果表明,退火后螺纹钢主要为铁素体和珠光体组成,无马氏体和贝氏体组织,应力应变曲线出现明显的上屈服应力、下屈服应力和屈服平台,力学性能符合建筑要求。

600MPa级在线淬火型高强钢回火显微结构研究

通过在线淬火及不同温度回火的热模拟试验,观察了600 MPa级高强钢回火后的显微结构,分析了回火过程碳氮化物粒子的析出规律。结果表明,回火温度对钢板显微结构有较大影响,随回火温度的升高,贝氏体数量逐渐减少,多边形铁素体含量增多,平均晶粒尺寸逐渐增大;钢中第二相粒子析出量增多,析出物形貌由方形逐渐转变为圆形。结合实物第二相分析及性能,回火温度以620℃为宜。

600 MPa级铌钛微合金高强度车厢用钢试制开发

介绍了在柳钢2 800 mm中厚板线试制开发600 MPa级Nb-Ti微合金化高强度车厢用钢板的生产工艺及产品性能特点。

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。

碳含量对600MPa级高强钢中心偏析和带状组织的影响

采用金属原位分析仪、直读光谱仪、金相显微镜以及电子探针显微分析仪对三种不同碳含量试验钢的中心偏析和带状组织进行了检验,结果显示,铸坯中心偏析与成品带状组织之间存在较高关联性,其在横截面上的分布不均匀,边部最轻,1/2处次之,1/4处最严重。钢中的碳、磷、硫、铌、钛元素偏析严重,且随着碳含量的增加而恶化。带状组织在横截面上分布不均,检测标准不完善,带状组织评级存在一定局限性。

超快冷工艺下600MPa高强钢的组织与性能

以一种屈服强度为600MPa的热轧高强钢为研究对象,进行了超快冷工艺与层流冷却工艺的对比试验,对试验钢进行了力学性能、SEM、TEM及EDS分析。结果表明:与层流冷却工艺相比,超快冷工艺有效提高了钢的性能,屈服强度和抗拉强度分别提高了90和60MPa,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为670、740MPa及19%,-20℃冲击功为105J,具有良好的强度及韧性。经过超快冷后,试验钢的组织为细化的铁素体,其强化相为细小的铁素体及细小析出物。

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。

V-N微合金化600MPa高强度钢筋钢的动态连续冷却转变曲线

利用Gleeble-1500热模拟试验机测定了V-N微合金化600 MPa高强度钢筋钢在不同冷速下连续冷却转变的热膨胀曲线,结合显微组织观察,获得了该钢的动态连续冷却转变曲线。结果表明,当冷却速率小于1℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速率为3℃/s时,出现少量贝氏体;当冷却速率为8℃/s时,珠光体消失,组织为铁素体和贝氏体;当冷却速率为10℃/s时,开始出现马氏体;当冷却速率在20℃/s以上时,组织全部转变为马氏体。

蒲石河抽水蓄能电站引水隧洞钢管安装工艺

介绍了在蒲石河抽水蓄能电站引水隧洞下平段断层处理工程中,采用600 MPa级高强钢衬管处理方案的确定和实施过程。在克服安装工期紧、空间狭小、焊接难度高和低温环境施工等不利条件的影响,提前完成了钢衬管的安装,解决了断层渗水问题,保证了电站的运行安全,可为类似工程的施工提供借鉴。

配置600 MPa高强钢筋混凝土梁跨中挠度试验研究及计算方法

为研究配置600 MPa高强钢筋混凝土梁的跨中挠度及其计算方法,设计了6组12根受弯梁,主要变化参数为配筋率和混凝土强度,对其进行静力受弯试验。分析了正常使用阶段各级荷载下的截面高度方向混凝土应变与纵向受力钢筋应变、荷载-跨中挠度全过程曲线等。试验结果表明:配置600 MPa级高强钢筋的混凝土梁混凝土的应变变化符合平截面假定,荷载-跨中挠度全曲线为三折线。基于已有的配置335、400、500 MPa钢筋混凝土梁的跨中挠度试验结果的分析,结合600 MPa试验研究,对国内外现行的规范中钢筋混凝土梁跨中挠度计算公式的适用性进行了比较分析,表明现行规范公式适用于配置335~400 MPa钢筋的混凝土梁。建立了适用于配置不同强度(335~600 MPa)钢筋及不同强度(C40~C60)混凝土梁跨中挠度的统一计算方法。

位错强化开发超高强度无取向硅钢

为了满足高速电机转子对硅钢材料的力学要求,在实验室开发超高强度无取向硅钢,以期对大生产起到一定的借鉴意义。采用一次冷轧法和二次冷轧法两条工艺路线,使合金成分为3%Si-0.8%Al的试验钢退火板保留未再结晶组织,即用位错强化方法开发超高强度无取向硅钢。一次冷轧法开发的500、600 MPa级超高强度无取向硅钢磁极化强度J_(5 000)可分别达到1.66、1.61 T。其中,退火工艺为675℃-4 min时,产品再结晶分数为81.2%,屈服强度R_(p0.2)为542 MPa;退火工艺为650℃-2 min时,再结晶分数为30.3%,屈服强度R_(p0.2)为656 MPa。二次冷轧法开发的600 MPa级超高强度无取向硅钢,退火工艺为650℃-2 min时,产品再结晶分数为30.7%,屈服强度R_(p0.2)为642 MPa;磁极化强度J_(5 000)较一次冷轧600 MPa级产品提高约0.04 T,达到1.65 T;产品综合性能水平与日本制铁35HXT590T相当。试验钢的开始再结晶温度约为625℃。退火工艺为700℃-4 min时产品组织再结晶完全。随着退火温度的升高和退火时间的延长,产品再结晶分数逐渐变大,产品力学强度、铁损单调下降,磁极化强度单调上升。退火温度从525℃到725℃,产品磁极化强度J_(1 500)提升了0.331 T,J_(5 000)提升了0.143 T,即低场磁极化强度的提升幅度更大。退火工艺不同,产品再结晶分数会有较大差异,从而对性能造成很大影响。大生产试制超高强硅钢,需要更加精确地控制退火温度和时间,才能确保产品组织和性能的稳定。