HRB500级高强钢筋高温后的力学性能试验

对HRB500高强钢筋在高温后的力学性能进行试验,研究不同受火温度对其力学性能的影响,以及高温后的应力-应变关系曲线图的变化规律,并提出相应的力学模型.结果表明,经历高温作用并冷却后,高强钢筋的屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和截面收缩率等力学性能随所经历的温度的不同而变化,变化规律也不相同. 钢筋的应力-应变关系发生一定的变化,但是一般仍然出现明显的屈服阶段和强化阶段,屈服台阶的高度随着温度的升高而降低;高强钢筋的弹性模量的变化很小.     

高温后600MPa级高强钢筋力学性能试验

为了得到不同加热温度和冷却方式对600 MPa级高强钢筋力学性能的影响规律,首先进行27组600MPa级高强钢筋高温加热,并采用不同冷却方式进行降温处理,然后进行静力拉伸试验,对断口纵向组织进行了观察,分析不同加热温度和冷却方式对钢筋力学性能参数的影响规律,并与其他等级强度的钢筋进行了比较,最后根据试验数据拟合得到600MPa级高强钢筋经不同冷却方式后各力学性能参数随加热温度变化的表达公式。研究结果表明:当温度较低时冷却方式对钢筋组织基本没有影响,而加热温度较高时,不同冷却方式对其组织影响较大;当加热温度低于550℃时,钢筋力学性能基本没有变化,当加热温度为625℃时,屈服强度、极限强度和弹性模量参数有下降的趋势,而断后伸长率基本不变;当加热温度大于775℃时,不同冷却方式对其力学性能影响差别较大,特别是采用浸水冷却方式的试件,试件断口无颈缩现象,断面较整齐,应力-应变曲线无屈服台阶,屈服强度和极限强度增加较大,断后伸长率急速降低;在925℃时,断后伸长率只有1.7%,具有明显的脆性破坏特征,而采用另外2种冷却方式的试件断后伸长率约为30%,差别较大。     

高温下Ⅰ～Ⅴ级钢筋的强度和变形试验研究

本文研究建筑结构常用的５种等级钢筋在不同温度下的强度和变形，包括各等级钢筋在２０～８００℃范围内的强度、应力－应变曲线、弹性模量和应力下的变形以及短期徐变等．探讨了不同应力－温度途径对钢筋高温性能的影响，试验结果可供钢筋砼结构高温（抗火）设计和评估火灾下损伤程度时应用     

高强结构钢S690高温力学性能

在火灾下,材料力学性能的退化是导致钢结构承载力降低的主要因素.对高强结构钢S690进行稳态和瞬态火灾试验研究,并将S690的高温材性试验结果与欧洲、美国、澳大利亚、英国和中国钢结构设计规范进行对比,结果表明,依据各国现行钢结构设计规范进行高强钢S690钢结构的抗火设计是不安全的.另外,对试验得出的高温下高强钢S690的弹性模量、屈服强度和极限强度折减系数进行数值拟合,给出可准确表征S690高温下材料性能退化的预测公式,可用于指导含高强钢S690构件的钢结构抗火设计,并为相关规范的修订提供参考依据.     

混凝土钢筋在不同锈蚀状态下的力学性能退化规律

通过一系列模拟加速锈蚀钢筋正交实验及相应的物理检测和电化学检测手段,系统地研究了混凝土钢筋在不同腐蚀环境条件下的锈蚀速率。实验结果表明,螺纹钢比光圆钢筋耐蚀性更差,在相同腐蚀环境下其抗拉强度及上下屈服强度,以及延伸率的下降程度均比圆钢筋显著。其中,伸长率的变化最为明显;在没有氯离子的环境下,钢筋前期基本以均匀锈蚀为主,后期才发展为局部锈蚀,这时的力学性能指标也呈现出与锈蚀情况对应的正相关性;在严重含氯离子的环境下,初期就表现出不均匀锈蚀状况,这时的力学性能指标与锈蚀情况不再具有线性关系,而出现急速下降的趋势。失重率检测结果印证了腐蚀程度与力学性能的相关性。研究结论为今后钢筋混凝土构件全寿命设计的理论研究奠定了一个实验预研工作基础。     

高温下C65混凝土力学性能试验研究

为研究高强混凝土的抗高温性能,研究了C65混凝土在高温下的力学性能,利用高温下混凝土加载试验设备,对C65混凝土分别进行了常温20 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃、800 ℃高温试验,并对各温度下的高强混凝土进行了单轴压力学性能试验。分析了高温后混凝土外观特征,测得了高温下混凝土的单轴抗压强度,系统地分析了高温对高强混凝土力学性能的影响。结论表明:随温度的提高,高强混凝土的单轴抗压强度总体呈逐渐降低的趋势,并具有一定规律性。这些结论可以为高强混凝土结构抗火性能的研究提供理论依据。     

HRB 500级钢筋高温后的红外热像试验

采用红外热像技术,给出高温后HRB 500级钢筋红外热像平均温升随时间的变化曲线,建立钢筋红外热像平均温升与钢筋过火温度及强度损失的回归方程.结果表明,HRB 500钢筋的屈服强度、抗拉强度随着受火温度的升高而下降,在400℃以下,其变化不大,在800℃时达到最小值,但900℃时有所回升;钢筋的热像平均温升随着受火温度的升高而升高,500℃以下持续上升,600℃时突然下降,之后又持续上升.     

受腐蚀钢筋力学性能的试验研究

钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的首要因素.腐蚀会引起钢筋强度降低和延性减弱,进而导致结构承载能力下降.通过对一批已腐蚀钢筋的腐蚀量及腐蚀后力学性能的试验研究,分析了钢筋腐蚀的因素及腐蚀对钢筋力学性能的影响,认为该批钢筋力学性能的降低是腐蚀后受三种因素共同作用的结果;总结了钢筋各项力学性能指标与钢筋腐蚀程度的相关关系,提出当受腐蚀钢筋的重量损失率大于10%时,就应该考虑腐蚀对钢筋性能的影响,予以折减的结论;并总结了各腐蚀量参数间的关系,为衡量钢筋腐蚀程度和结构耐久性分析提供依据.     

火灾对钢筋力学性能的影响

简要阐明了火灾条件下,钢筋的微观结构、屈服强度、弹性模量等主要力学性能指标的变化情况,分析了火灾对建筑中最常见的预应力钢筋力学性能的影响,指出了预应力钢筋和一般钢筋在受火后的力学性能变化差异,分析了不同厚度的混凝土保护层对钢筋力学性能的保护效果.     

冷却速率对耐候钢高温力学性能的影响

铸坯高温力学性能是铸坯受力过程中决定裂纹产生的关键因素。在Gleeble热/力模拟实验机上模拟测试1.65, 5,10 ℃/s ３个冷却速率下耐候钢Q450NQR1铸坯高温力学性能。在1 050 ℃,3个冷却速率下试样都出现奥氏体动态再结晶;在850 ℃,塑性值都达到最低点,断面收缩率接近23%;随着冷却速率的增大,铸坯易产生裂纹的第III塑性区扩大,且向低温段扩展,塑性凹槽变深;增大冷却速率钢的各种强度降低,但增大到一定程度后强度不再降低;小的冷却速率下,奥氏体晶界上很少析出网状或薄膜状铁素体、微合金的     

先进高强钢DP590焊缝的组织特征和力学性能改善

The effects of the welding current mode in resistance spot welding on the microstructure and mechanical properties of advanced high-strength steel dual-phase 590 (DP590) sheets were investigated. Results showed that a rough martensitic structure was formed in the weld zone of the sample welded via the single-pulsed mode, whereas the microstructure in the heat-affected zone consisted of a very rough martensitic microstructure and rough ferrite. However, using the secondary pulse mode led to the formation of tempered martensite in the weld zone. The maximum load and the energy absorption to failure of the samples with the secondary pulsed cycle were higher than those of the samples with the single-pulsed mode. Tensile shear results indicated that the secondary pulsed mode could significantly change the mode of failure upon shear tension testing. Therefore, the obtained results suggest that the use of secondary pulsed mode can improve the microstructural feature and mechanical properties of advanced high-strength steel DP590 welds.     

原位纳米增强高强韧钢氢脆性能研究

We investigated the critical influence of in-situ nanoparticles on the mechanical properties and hydrogen embrittlement (HE) of high-strength steel. The results reveal that the mechanical strength and elongation of quenched and tempered steel (919 MPa yield strength, 17.11% elongation) are greater than those of hot-rolled steel (690 MPa yield strength, 16.81% elongation) due to the strengthening effect of in-situ Ti₃O₅–Nb(C,N) nanoparticles. In addition, the HE susceptibility is substantially mitigated to 55.52%, approximately 30% lower than that of steels without in-situ nanoparticles (84.04%), which we attribute to the heterogeneous nucleation of the Ti₃O₅ nanoparticles increasing the density of the carbides. Compared with hard TiN inclusions, the spherical and soft Al₂O₃–MnS core–shell inclusions that nucleate on in-situ Al₂O₃ particles could also suppress HE. In-situ nanoparticles generated by the regional trace-element supply have strong potential for the development of high-strength and hydrogen-resistant steels.     

高强高韧低合金锰钢的研制

采用多元合金化思路设计了一种新型低合金高强度高韧性锰钢.研究了该钢的静态CCT曲线、显微组织、断口形貌以及热处理工艺对钢的力学性能的影响.结果表明:该钢中过冷奥氏体的稳定性高,具有高淬透性及高回火稳定性,经890～930℃淬火及200～230℃回火后获得回火板条马氏体组织,使该钢具有高的强韧性(抗拉强度Rm≥1500MPa,冲击韧性Akv≥85J)匹配;钢中适当提高锰含量,符合我国资源情况,具有较高的性价比.     

Effects of overaging temperature on the microstructure and properties of 600 MPa cold-rolled dual-phase steel

C–Mn steels prepared by annealing at 800°C for 120 s and overaging at 250–400°C were subjected to pre-straining (2%) and baking treatments (170°C for 20 min) to measure their bake-hardening (BH2) values. The effects of overaging temperature on the microstructure, mechanical properties, and BH2 behavior of 600 MPa cold-rolled dual-phase (DP) steel were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, and tensile tests. The results indicated that the martensite morphology exhibited less variation when the DP steel was overaged at 250–350°C. However, when the DP steel was overaged at 400°C, numerous non-martensite and carbide particles formed and yield-point elongation was observed in the tensile curve. When the overaging temperature was increased from 250 to 400°C, the yield strength increased from 272 to 317 MPa, the tensile strength decreased from 643 to 574 MPa, and the elongation increased from 27.8% to 30.6%. Furthermore, with an increase in overaging temperature from 250 to 400°C, the BH2 value initially increases and then decreases. The maximum BH2 value of 83 MPa was observed for the specimen overaged at 350°C.     

高铝TRIP钢的高温力学性能

利用Gleeble3500试验机研究汽车用C-Mn-Al系TRIP钢的高温力学性能,测定了零塑性温度和零强度温度,应用差示扫描量热法测定其相变区间,采用扫描电镜和光学显微镜分析了不同拉伸温度对应的断口宏观形貌及断口附近组织组成.该钢种零塑性温度和零强度温度分别为1425℃和1430℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃~熔点,第Ⅲ脆性区间为800~925℃.第Ⅲ脆性区脆化的原因是α铁素体从γ晶界析出,试样从975℃冷却至700℃过程中,随着α铁素体析出比例的增大,断面收缩率先减小后增大.基体α铁素体比例为8.1%时(850℃),断面收缩率降至28.9%;而拉伸温度在800℃以下时,基体α铁素体比例超过16.7%,断面收缩率回升至38.5%以上.该钢种在1275.6℃时开始析出少量粗大的AlN颗粒,但对钢的热塑性没有影响.     

HRB500E高强度抗震钢筋焊接性能

国内某厂通过铌微合金化和控冷工艺开发试制HRB500E高强度抗震钢筋,采用金相显微镜、维氏硬度计、闪光焊接、疲劳试验机及力学性能测试,对HRB500E钢筋焊接样力学性能、HV5硬度、金相显微组织、焊接接头强度及疲劳强度进行了试验研究。结果表明:焊接前后焊件和母材强度变化小于5 MPa,强度变化不大,焊件拉伸断口远离焊缝,为延性断口,焊接性能良好;在焊接热循环作用下,焊接接头焊缝、热影响粗晶区、热影响细晶区的表层和芯部经历奥氏体化后再结晶,其组织和硬度变化不大;混晶区至母材表层和芯部则经历不完全奥氏体化后的再结晶,母材芯部组织为F+P+B、表层组织为S,表层硬度HV5高于芯部硬度30 HV5,其组织和硬度变化较大;焊接接头的抗拉断负荷从焊缝到混晶区逐渐减小,焊缝和热影响粗晶区的抗拉断负荷比母材的高;采用国际焊接学会推荐的FAT75疲劳设计曲线对钢筋焊接接头疲劳强度设计是安全的。     

Mechanical properties and microstructure of 3D-printed high Co-Ni secondary hardening steel fabricated by laser melting deposition

The mechanical properties and microstructure of the 3D-printed high Co-Ni secondary hardening steel fabricated by the laser melting deposition technique was investigated using a material testing machine and electron microscopy. A microstructure investigation revealed that the samples consist of martensite laths, fine dispersed precipitates, and reverted austenite films at the martensite lath boundaries. The precipitates are enriched with Co and Mo. Because the sample tempered at 486℃ has smaller precipitates and a higher number of precipitates per unit area, it exhibits better mechanical properties than the sample tempered at 498℃. Although the 3D-printed samples have the same phase constituents as AerMet 100 steel, the mechanical properties are slightly worse than those of the commercial wrought AerMet 100 steel because of the presence of voids.     

高温加热条件下钢坯氧化特性分析

对高温加热条件下的试验钢坯氧化特性进行分析,测定钢坯在不同加热方式、加热温度和加热时间下的氧化烧损率,用扫描电镜观察其氧化层结构。结果表明,空气条件下加热,试样氧化烧损率达16.39kg/m2;加入石墨条件下,氧化烧损率为7.23kg/m2;真空条件下,氧化烧损率极低,未出现熔融现象。低温阶段,试样氧化层呈疏松、多孔结构,850℃左右开始氧化,至1100℃左右氧化速率急剧增大,1380℃,液相熔渣从表面流淌不断裸露出新表面,氧化烧损率随加热时间延长呈线性增大。     

退火温度对退火马氏体基TRIP钢显微组织和力学性能的影响

将C-Si-Mn系TRIP钢通过完全淬火和两相区退火相结合的工艺,得到一种以退火马氏体为基体的TRIP钢(简称TAM钢),并对比分析了TAM钢在不同温度退火后的显微组织和力学性能.结果表明,TAM钢经退火后的显微组织特征为精细规整的板条退火马氏体基体、片状残余奥氏体和贝氏体/马氏体组成的混合组织.这种组织降低了基体的硬度以及基体和第二相之间的强度比,减少了基体的位错密度.随着退火温度的提高,退火马氏体基体的板条形态逐渐消失,新生马氏体/贝氏体的团状混合组织逐渐增多.当退火温度为780℃时,综合力学性能优异,抗拉强度为1130 MPa,延伸率可达20%,强塑积为22600 MPa·%.当退火温度较低时,残余奥氏体主要以片状存在于退火马氏体板条间,有利于TRIP效应的发生.