Cr-Mo-Nb系耐火抗震螺纹钢的开发及力学性能

耐火抗震螺纹钢要求600 ℃≥1 h的高温屈服强度不能低于常温屈服强度的2/3。本文研究了Cr-Mo-Nb钢的耐火抗震螺纹钢的20 ℃和600 ℃力学性能。结果表明,开发的0.21%C,0.40%Si,1.25%Mn,0.32%Cr,0.40%Mo,0.015%Nb钢,在20 ℃室温时,屈服强度在400~520 MPa,强屈比大于1.25,在600 ℃高温时,屈服强度为316 MPa,高温屈服强度与室温屈服强度的比值达到0.71,并且高温屈服强度比标准要求2/3值高18 MPa,满足耐火抗震螺纹钢要求。     

Cr对460 MPa级抗震耐火建筑用钢性能影响

设计了两种不同Cr含量460 MPa级抗震耐火建筑用钢,并进行了室温和高温机械性能检测,0.4%Cr和0.8%Cr试验钢的性能均满足抗震钢屈强比≤0.83,并且耐火钢600℃保温3 h后屈服强度≥307 MPa的标准。JMatPro热力学软件对460 MPa级抗震耐火建筑用钢的析出相进行计算,采用光学显微镜和透射电子显微镜方法对钢中的析出相进行了分析。结果表明,试验钢随Cr含量的升高,室温抗拉强度升高,屈强比降低,具有更好的抗震性能。Cr的增加,减少了高温稳定性较差的析出相的析出,降低了析出相中Mo的含量,促使Mo更多地溶入基体中,从而提高了抗震钢的高温固溶强化作用和耐火性能。     

耐火耐侯钢热装温度对高温性能与组织的影响

对耐火耐侯钢的高温性能进行热模拟研究,发现该钢在500℃装炉时钢的高温强度最低,比冷装炉钢的高温强度低20MPa,600℃装炉时钢的高温强度最高,比冷装炉钢的高温强度高40MPa。总体来说,热装不会影响该钢的高温性能,热装温度高于600℃对该钢的高温性能更为有利。600℃以下装炉,该钢加热奥氏体晶粒度与冷装的差不多。600℃以上装炉,加热奥氏体晶粒度比冷装炉的要小l级左右。     

耐火钢的材料特性和焊接性能

建筑用耐火钢不仅能够满足常温下普通钢材的焊接结构的规范要求，而且能够保证在温度高达600℃时，其屈服强度达到常温下的2／3。本文描述了讨论了耐火钢的材料特性，加工性能，焊接性能及其焊缝性能，结果表明，耐火钢除了具有良好的加工性能和焊接性能之外，还能满足室温和高温下的强度和冲击性能要求，其焊缝性能如强度和冲击等都能满足要求，这已经被与实物尺寸相同的箱型柱和梁焊缝模型所证实。     

高性能Q460耐火耐候结构用钢的研发

以低C- Mn为基体,辅以钼、铜、铬、镍等元素合金化,采用实验室冶炼及轧制,配合合理的控轧控冷工艺,研发了Q460级别耐火耐候抗震结构用钢。对试制的钢板进行了力学性能、高温耐火性能及耐大气腐蚀性能检验,并进行分析。结果表明,Q460钢韧性和塑性优异,屈强比低,具有较好的抗震性,600 ℃保温3 h耐火及耐大气腐蚀性能良好,完全满足高性能建筑结构钢的要求。     

钒对耐火钢显微组织及高温性能的影响

正建筑钢结构属于钢铁材料重要应用领域,要求钢材具有良好的室温力学性能及焊接性能。自美国"9·11"事件后,钢结构建筑用钢的防火性能已引起政府及设计部门高度重视。由于普通钢在350℃时屈服强度迅速下降到室温屈服强度的一半以下,不能满足结构耐火设计要求,必须在其表面喷涮较厚的防火涂层。为了降低成本及加快施工进度,国内外已经开展了耐火温度为600℃的建筑用耐火钢研制工作。     

160MPa级建筑抗震用极低屈服点钢板的开发

选择合理成分设计及轧制工艺,开发出满足GB/T28905—2012要求的40 mm和80 mm厚160 MPa级建筑抗震用低屈服点钢。所开发的40 mm钢板的微观组织为F+B,晶粒度为7~7.5级,屈服强度在157~168 MPa,抗拉强度在291~304 MPa,0℃下冲击功在289~311 J;所开发的80 mm钢板微观组织为F,晶粒度为5~5.5级,屈服强度在150~163 MPa,抗拉强度为280~285 MPa,0℃下冲击功在73~92 J。试制的LY160钢板具有良好的高应变低周疲劳性能和焊接性能,为160 MPa级低屈服点钢的工业试制提供了依据。     

钒对耐火钢显微组织及高温性能的影响

正建筑钢结构属于钢铁材料重要应用领域,要求钢材具有良好的室温力学性能及焊接性能。自美国"911"事件后,钢结构建筑用钢的防火性能已引起政府及设计部门高度重视。由于普通钢在350℃时屈服强度迅速下降到室温屈服强度的一半以下,不能满足结构耐火设计要求,必须在其表面喷涮较厚     

低屈服点钢在建筑抗震设计中的应用

随着钢结构建筑抗震设计水平的进步,消能抗震设计已成为建筑抗震的一个发展方向.低屈服点、极低屈服点钢具有良好的塑韧性和低达100 MPa的屈服强度,并具有较狭窄的强度波动范围,而且成本低、易维护更换,在抗震阻尼构件的制造应用中具有显著的优势,从而成为建筑抗震材料中越来越受到重视的新钢种.介绍了抗震用低屈服点钢的性能要求及其作为抗震用钢的优点,同时还介绍了低屈服点钢的发展历史、现状及市场前景.     

大线能量焊接耐火耐候建筑用钢的性能试验及应用研究

对武钢研制的大线能量焊接耐火耐候建筑用钢的力学性能、焊接性能与其典型应用进行了研究。试验结果表明：该钢具有优良的综合力学性能，在600℃温度下的屈服强度均高于其室温下屈服强度的2／3，完全满足建筑结构用钢耐火安全性的强度许用指标；该钢具有低的焊接冷裂纹敏感性，能承受大线能量(50～100kJ／cm)焊接；该钢在大型建筑应用中的实际效果良好。     

海洋平台用钢EH420耐火性能的研究

试验用EH420钢(/%:0.20C,0.38Si,1.63Mn,0.007P,0.001S,0.062V,0.017Nb,0.009Ti,0.021Alt,0.38Ni,0.015Cu)20mm板的生产流程为210t BOF-LF-RH-230mm坯连铸-热轧。分别在室温、450、480、500、600℃对EH420钢进行了拉伸试验,并通过扫描电镜观察了拉伸试样断裂形貌和分析了断裂机理。结果表明,该钢室温屈服强度为443 MPa,480℃屈服强度270 MPa,基本为室温屈服强度2/3,因此EH420钢在480℃以下具有耐火性。     

遇火强化型耐火钢Q420FRE的物理冶金原理与力学性能

 根据微合金纳米第二相在加热升温过程中的析出特点,充分发挥微合金第二相的强化作用,提出了遇火强化型耐火钢技术新思路。与传统耐火钢相比,通过降低钼含量,可以降低钢材成本。遇火强化型耐火钢的生产工艺路径为热轧＋快速冷却,抑制微合金纳米第二相在热轧板冷却过程中析出的同时,获得中低温转变组织。工业试制Nb-V-Ti-Mo复合微合金化遇火强化型耐火钢Q420FRE组织类型为细小的粒状贝氏体,力学性能满足耐火钢标准GB/T 28415—2012的要求,其中室温伸长率和－40 ℃低温冲击韧性优异。经计算,工业试制的遇火强化型耐火钢Q420FRE在600～700 ℃下的纳米MC相沉淀强化增量超过50 MPa。模拟测试表明,工业试制Q420FRE的耐火极限温度接近650 ℃,600 ℃高温回火3 h不失效,空冷至室温后屈服强度上升,具有二次耐火性。     

工艺参数对800 MPa热镀锌双相钢组织性能的影响

 在实验室试制了低Si 的C Mn Cr Mo系的800 MPa级冷轧热镀锌双相钢,研究了卷取温度、退火温度、退火时间等工艺参数对双相钢微观组织和力学性能的影响。试验结果表明：试验用钢在820~850 ℃退火,保温100 s以上,抗拉强度可以达到800 MPa级以上。随着退火温度的升高,强度升高,但综合性能以退火温度为820 ℃时为最佳。在820 ℃退火时,随着保温时间的增加,双相钢的强度显著增加,当保温时间超过100 s以后,强度增加缓慢。690 ℃高温卷取有利于获得最终力学性能良好的双相钢组织。     

长期时效对GH4199合金组织和性能的影响

 采用金相和电镜微观组织观察、室温和高温拉伸试验、物理化学相分析等综合试验方法，对经600、700、800、900 ℃和100、200、500、1 000 h长期时效处理的GH4199合金进行测试和研究。结果表明，GH4199合金经长期时效后，其室温和高温力学性能仍保持在较高水平；合金的组织稳定性良好，析出相主要为γ′相和碳化物。据相分析结果可知，在700~900 ℃时效1 000 h左右，合金组织中存在极微量的脆性(TCP)相——μ相和σ相，它们对合金的力学性能基本无影响，组织中虽然存在微量TCP相，但合金的室温和高温塑性不发生“脆化”。     

新型奥氏体耐热不锈钢305B的高温力学性能和组织特征

试验305B钢(/%:0.048C、3.32Si、1.34Mn、19.46Cr、13.32Ni、0.46Nb),304钢(/%:0,050C、0.30Si、0.90Mn、18.05Cr、9.23Ni)和310S钢(/%:0.051C、0.44Si、1.17Mn、25.36Cr、21.32Ni)由200 kg真空感应炉熔炼。通过Gleeble-3800热模拟试验机、光学显微镜和透射电子显微镜研究了试验钢的500～1 000℃的高温力学性能和水冷后的组织,以及利用Thermo-calc软件得出305B钢在15%～25%Cr内的平衡相图。结果表明,在500～1 000℃305B钢屈服强度(500℃-261 MPa,1 000℃-45 MPa)高于304钢和310S钢,305B钢抗拉强度(500℃-536MPa,1 000℃-76 MPa)接近310S钢,但远高于304钢,305B钢NbC析出相使该钢具有高的高温强度;305B钢的高温断面收缩率高于310S钢,低于304钢。     

建筑用耐火钢的高温强化机理

 研究了建筑用耐火钢的高温力学性能和微观组织结构。研究发现,同普通钢相比,耐火钢获得了良好的高温性能。着色腐蚀、透射电镜(TEM)及化学相分析结果表明,铁素体+MA组织+少量珠光体的混合组织,Mo在钢中的固溶强化作用,高温下MA组织分解形成稳定的合金渗碳体以及600 ℃左右下MC和和Mo2C析出相大幅度增加,是耐火钢获得良好高温性能的重要原因。     

超级贝氏体钢的现状和进展

超级贝氏体钢的基本合金元素为C-Mn-Si,通过300～500℃低温相变得到超细贝氏体、马氏体和残余奥氏体组织。为减小临界冷却速度、促进贝氏体转变,部分超级贝氏体钢中添加Cr、Ni、Mo等合金元素,并降低C、Mn含量以改善钢材的焊接性能。超级贝氏体钢具有超高强度和良好的塑性,其屈服和抗拉强度分别达～1 200MPa和1 600～1 700 MPa,总伸长率为～15%。新一代超级贝氏体钢的屈服强度可达1 300 MPa以上,抗拉强度超过1 700 MPa。     

KNS烟草烤炉专用钢的研发试制

玉溪新兴钢铁有限公司研发了一种KNS烟草烤炉专用钢,对钢的化学成分、铸坯低倍组织、钢的力学性能、金相显微组织、夹杂物、晶界铜偏析、耐硫酸腐蚀性及高温抗氧化性等进行研究分析。结果表明:钢中添加了Ni、Cr、Cu、Sb等多种微合金耐蚀元素,化学成分均匀,铸坯低倍缺陷级别≤1.0级,低倍组织缺陷少且尺寸小,有利于轧材性能的改善;钢的抗拉强度为460~520 MPa,断后伸长率≥32%,铁素体晶粒度≥10.0级,非金属夹杂物≤1.0级;晶界、晶内铜含量基本一致,在晶界处没有出现铜偏析现象,避免了轧制过程"铜脆"裂纹的发生;耐硫酸腐蚀率为4.6 mm/a,800℃高温氧化跌落损失率为0.57%,具有良好的耐硫酸腐蚀性及抗高温氧化性。