1300 MPa级低合金高强钢SH-CCT曲线及冷裂敏感性分析

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪测定了1300 MPa级低合金高强钢的奥氏体化相变温度,结合光学显微镜与维氏硬度计等设备研究了800~500℃冷却时间(t_(8/5))对1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织和硬度变化的影响规律.结果表明,当t_(8/5)为3~60 s时,1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织均由板条马氏体组成,硬度值为438~454 HV5;随着冷却时间延长,粗晶区出现贝氏体类组织,当t_(8/5)为150 s时,粗晶区为板条马氏体/贝氏体混合组织,硬度平均值为413 HV5;当t_(8/5)为300~600 s时,粗晶区为板条贝氏体和粒状贝氏体混合组织,硬度值为341~381 HV5;当t>600 s时,粗晶区组织主要为粒状贝氏体,硬度值为269~322 HV5.冷裂敏感性评价结果表明,该试验钢碳当量C_(E)(ⅡW)和C_(EN)均大于0.5%,具有一定的冷裂倾向,需焊前预热,焊后热处理或保温缓冷等措施,避免焊接冷裂纹的形成.

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M23C6型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.

汽车用钢的发展与低熵化先进高强钢设计

介绍了汽车用钢的发展历史与推动汽车用钢发展的历史性事件,展望了未来汽车用钢在“双碳”背景下的发展方向。同时,介绍了汽车用先进高强钢的发展与分类,阐述汽车钢从软钢、低碳钢、高强钢到先进高强钢的发展过程,详细阐述第一代到第三代先进高强钢迭代升级过程中成本、合金、组态与性能等方面的设计思路。最后,提出创新性的低熵化设计理念,并介绍所设计的覆盖四类双相钢产品的低熵化产品,包含成分与工艺的设计思路。提出“组态异构”的低熵化设计,以用户切实的应用需求为导向,深入分析产品性能特征,结合钢铁材料的物理冶金机理与生产制造阶段装备及工艺特征,从设计端对产品进行减量化、单一化、归一化的梯度低熵化设计,实现产品低成本高性能生产制造思路。

不同强度等级低热水泥混凝土的碳化行为研究

通过碳化深度和抗压强度的变化研究了三种强度等级下低热水泥混凝土碳化行为的差异,并以普通硅酸盐水泥混凝土作对比。结果表明:混凝土强度等级越低,则水灰比和碳化速率越大,其碳化深度也越深;相同强度等级的低热水泥混凝土比普通硅酸盐水泥混凝土的碳化深度略深;普通硅酸盐水泥混凝土和低热水泥混凝土在碳化28 d后的抗压强度均高于同水化龄期而未碳化的混凝土抗压强度;碳化对普通硅酸盐水泥混凝土的抗压强度提升的影响大于低热水泥混凝土。

大坝现场浇筑期混凝土性能分析

为了准确评价现场浇筑养护混凝土强度性能,依托某大坝工程,在春夏秋冬4个季节内分别浇筑成型低热水泥全级配混凝土和湿筛二级配混凝土,研究不同浇筑季节和不同养护龄期对混凝土强度性能的影响,通过对比全级配混凝土和湿筛混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度以及静力抗压弹性模量,为同类工程采用低热水泥混凝土的强度性能提供参考。结果表明,浇筑季节对混凝土的强度性能存在影响,养护龄期180d时整体强度差异较小;在相同浇筑季节下,湿筛二级配混凝土的各项力学指标均高于全级配混凝土;抗压强度和劈拉强度换算比均值分别为0.82和0.71,可采用换算比平均值来评价低热水泥混凝土的强度性能。

新型引气剂对中低强度等级混凝土抗冻性能影响的试验研究

研究了ZY-99型引气剂对中低强度等级混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明:在中低强度等级混凝土中掺加新型ZY-99引气剂可明显改善新拌混凝土的和易性、流动性等,减少新拌混凝土的坍落度损失。在相同坍落度条件下,可以降低混凝土拌合物用水量,节约水泥。掺加引气剂的中低强度等级混凝土的抗折强度有所提高,表明混凝土的韧性有所增加。中低强度等级混凝土只要达到一定的引气量,同样可以达到抗冻的F200要求。混凝土强度等级越低,引气对提高其抗冻性能越显著。

早强低密度水泥浆体系提高低压易漏井固井质量

川西南部地区储层段地层压力系数低,采用常规密度水泥浆固井作业时易产生漏失,造成储层伤害,降低油气井产能,且固井质量难以保证,影响后期井筒完整性。为此,采用颗粒级配技术,利用不同密度不同粒径微硅(2.16g/cm3、0.1μm)、漂珠(0.7g/cm3、45～300μm)等外掺剂与水泥进行复配,研制了一套密度介于1.25～1.40g/cm3的早强低密度漂珠水泥浆体系。该水泥浆体沉降稳定性良好,上、下密度差小于0.03g/cm3,稠化时间可调,稠化过渡时间最长15min,最短5min,失水小于50mL,48h抗压强度大于10MPa,有效地保障了低压气井的平衡压力固井作业,加入复合纤维的早强低密度漂珠水泥浆增加了水泥石的塑性,从而提高了低压易漏失产层段的固井质量。

不同强度等级混凝土遭受低温冻融循环作用的弹性模量试验研究

通过设计强度等级C40、C50及C60混凝土的低温冻融循环作用试验,探讨不同混凝土强度等级对其弹性模量的影响。选取的低温冻融循环作用温度区间为15℃—-120℃和15℃—-190℃,冻融次数分别取0次、16次和30次。结果表明,各强度等级混凝土经历不同温度区间低温冻融循环作用上限温度时的相对弹性模量均随冻融循环作用次数增加而减小,而下限温度时则随冻融循环作用次数增加不仅不降低还略有增大。无论是作用的温度区间和冻融次数不同还是上下限温度时加载,其相对弹性模量均随混凝土强度等级的提高而增加。各强度等级混凝土弹性模量变化特征明显不同于自然环境的常规冻融试验结果,较少的冻融循环作用次数便使其产生严重的恶化。

沪通长江大桥高性能结构钢的研发与应用

针对高速铁路大跨度桥梁的特点,总结该类桥梁用系列高性能结构钢的研发与应用。采用低碳多元微合金化的成分设计、TMCP工艺,在京沪高速铁路南京大胜关长江大桥上研发应用了Q420qE高性能结构钢,钢种晶粒细化、软相铁素体和硬相贝氏体组织适度,结构钢具有较高的强度、良好的低温韧性和焊接性能。采用类似的技术路线,在沪通长江大桥上研发应用了Q500qE高性能结构钢。继2个钢种成功应用后,采用低碳微铌合金化成分研发了Q370qE高性能结构钢作为钢桥大量使用的最基本的用材。Q370qE-Q420qE-Q500qE系列高性能结构钢成功研发,并已经在桥梁里程碑式工程上得以应用。

基于细粒级铁矿粉基础性能的烧结研究

在烧结用混匀矿中配加5%-20%的 A、B、C细粒级铁矿粉,检测各自的制粒效果,分析了各粒级生成烧结液相的比例和粘接强度等基础烧结性能,并据此进行了烧结杯试验。结果表明：细粒级矿粉中2 mm以下粒级的基础性能可有效用于评价该矿粉烧结效果；A 矿粉流动性合适,粘结强度高,能有效改善烧结矿质量,可与B粉或C粉搭配使用；B粉流动性很好,C粉2 mm以下粒级同化温高、粘结强度差。建议在烧结生产中不要同时使用B粉和C粉。

低剂量水泥改性级配碎石抗剪强度分析

为了促进低剂量水泥改性级配碎石在工程中的推广应用,通过无侧限抗压强度和劈裂强度试验,确定了低剂量水泥改性级配碎石的抗剪强度指标,对比分析了级配、龄期、水泥剂量、压实度及含水量对抗剪强度的影响。研究结果表明:级配对强度的影响显著,嵌挤骨架密实型混合料强度最高,粗集料过多不利于粘聚力,细集料过多不利于内摩阻角。粘聚力随着龄期、水泥剂量及压实度的增加而增加。随着含水量的增加,粘聚力呈现出驼峰变化规律,在最佳含水量附近达到峰值。随着龄期、水泥剂量、压实度及含水量的增加,内摩阻力呈现一种驼峰变化规律,在2%水泥剂量和最佳含水量条件下达到峰值。SAC级配设计方法可用于高强度的低剂量水泥改性级配碎石设计。

常、低温下橡胶集料混凝土抗冲击性能研究

为了减小强度因素对混凝土材料抗冲击性能的影响,配制了强度等级相同(等强)的素混凝土和橡胶集料混凝土,橡胶的体积掺量分别为5%、10%和15%;同时考虑温度因素的影响,利用本课题组自行设计的U形试件和自主研发的落锤冲击试验装置,分别测试了在常温(25℃)和低温(-20℃)下不同龄期的抗冲击性能。试验结果表明:橡胶集料混凝土的抗冲击次数符合双参数威布尔分布,并且在室温和低温下,橡胶集料混凝土的抗冲击性能均随着橡胶掺量的增加而提高。

1150MPa级钛合金板材轧制工艺与组织性能关系研究

以TC18钛合金、纯钛返回料作为原材料,利用强度当量设计准则,设计出抗拉强度大于1150MPa的高性能低成本钛合金,研制出满足性能要求的板材。将TC18、纯钛等钛合金块状残料按比例添加回收,采用一次真空自耗电弧炉(VAR)制备出1150MPa级高强低成本钛合金铸锭,经锻造制备板坯,轧制出6mm、25mm和40mm三种规格厚度板材,测试不同状态下板材的组织、性能,分析了轧制工艺和组织性能关系。随板材厚度降低,板材室温拉伸强度增加,塑性提高。

尾矿充填技术综述

为充分回收地下资源,加大生态保护力度,充填法采矿已成为采矿业发展的趋势。因此,通过对尾矿性态、尾矿输送技术、低热高强胶凝材料机理研究和必要的检测手段来降低充填成本,对提高尾矿制备和充填能力,实现尾矿高浓度连续充填,进一步提高胶结充填体强度,有着极其重要的意义。

低强度等级自密实钢管混凝土膨胀剂的研究及其应用

利用石灰石、石膏、铝矾土、方镁石制备C_4A_3S-CaO-MgO多组分复合膨胀剂,研究C_4A_3S-Ca O体系中不同配合比、SA(硫铝比)对水泥净浆凝结时间、胶砂强度、限制膨胀率的影响;MgO体系中不同煅烧温度对水泥试样限制膨胀率的影响。借助XRD、SEM测试手段,从微观对水泥体系中的水化产物、晶体形态进行分析。结果表明,C_4A_3S-Ca O-M g O多组分复合膨胀剂早期膨胀速率快,膨胀稳定期长,能补偿后期膨胀不足,28 d仍显示为微膨胀。并利用其制备出C30自密实微膨胀钢管桩基混凝土,成功应用于武汉阳逻港深水薄壁大直径钢管桩中。

750MPa级热轧低碳低合金贝氏体建筑钢筋的研究

设计和研制了一种热轧态为750MPa级的低碳低合金贝氏体钢-20Mn2WNbB钢．测试了这种钢热轧后的冷却条件和焊接对显微组织和性能的影响，得出V8/5=15～2500℃/min之间，均可以获得贝氏体组织和高的强度和塑性配合．钢筋混凝土试验表明，钢材与混凝土的共同工作性能良好，破坏应力为780MPa，安全储备满足要求．

低剂量水泥改性级配碎石强度控制指标研究

为了解决低剂量水泥改性级配碎石设计时缺乏强度控制指标及标准的问题,文章针对低剂量水泥改性级配碎石,通过加州承载比CBR和无侧限抗压强度力学指标试验,探讨了相关力学指标随龄期和级配的变化规律。结果表明:CBR值比无侧限抗压强度更适用于评价低剂量水泥改性级配碎石的强度性能,并建议采用 7 d 或 14 d 龄期的CBR值,其最低标准分别为160%和180%。

低热水泥全级配混凝土真实强度确定方法

真实的全级配混凝土强度参数是准确分析大坝结构工作性态的基础条件。本文提出了一种低热水泥全级配混凝土真实强度的确定方法。该方法首先采用成熟度法对现场浇筑、天然养护条件下大坝混凝土的强度试验结果展开分析,确定全级配和湿筛混凝土强度的换算关系;进而通过环境箱恒温养护条件下混凝土的强度试验获得湿筛混凝土强度的预测公式;最后结合已确定的强度换算关系,建立全级配混凝土真实强度的预测公式。该预测公式的验证与应用结果表明:预测公式可满足实际大坝工程使用需求,且可为大坝结构分析提供相较于传统方法更为真实的低热水泥全级配混凝土强度参数。

提高超低密度水泥石抗压强度的方法

一些优质油层分布在高度枯竭的弱胶结地层区域,漏失非常严重,常规低密度体系已经无法满足需求,对更低密度水泥浆提出了挑战。水泥浆密度降低,水泥石抗压强度受到挑战。课题从固相材料配比、增强材料的选择、油井水泥的选择三方面进行对比研究,得到了提高超低密度水泥石抗压强度的方法,最终得到的1.0 g/cm水泥石60℃下24 h抗压强度达到14 MPa,综合性能优良,满足固井工程需要。

现场浇筑白鹤滩大坝混凝土强度性能试验研究

依托白鹤滩大坝工程,分春、夏、秋、冬4次现场浇筑成型低热水泥混凝土试件,开展不同季节、不同龄期全级配和湿筛混凝土强度性能试验研究。基于本研究和相关文献试验结果,对白鹤滩大坝低热水泥全级配和湿筛混凝土强度性能的时变特性,换算比,不同工程中热、低热水泥全级配和湿筛混凝土强度性能的换算比展开分析。结果表明:不同季节白鹤滩大坝全级配与湿筛混凝土均达到设计强度;白鹤滩全级配和湿筛混凝土的强度比服从正态分布;不同工程中热、低热水泥全级配和湿筛混凝土强度比的统计规律与低热水泥混凝土基本一致,可认为换算比与水泥种类无关。对于同类工程,建议选用强度比的平均值或95%保证率的比作为换算关系。