HRB500E抗震钢筋裂纹形成原因分析与改进

为适应高层建筑、高速铁路和公路发展对建筑材料的要求,开发了HRB500E钢筋混凝土用热轧带肋抗震钢筋,对试生产产品出现的裂纹缺陷进行了分析,找出了产生裂纹的原因是由于钢坯内部裂纹在轧制过程延伸到边部暴露导致钢材出现裂纹,改进后的产品符合标准要求。     

配置HRB500级高强钢筋混凝土桥墩的抗震性能试验

对3个配置HRB500级高强钢筋的桥墩试件及1个配置普通钢筋的桥墩试件进行低周反复荷载试验,对比分析配置HRB500级高强钢筋桥墩试件的破坏特征、承载力及延性性能、滞回特性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标.研究表明:纵筋和箍筋均配置HRB500级高强钢筋的桥墩试件承载力提高较大,延性性能也较好;当纵筋配筋相同时,箍筋配置HRB500级高强钢筋的桥墩试件滞回曲线更加饱满,变形能力更好,刚度退化速度较慢.     

配置HRB500钢筋的混凝土桥墩承载力与耗能性能

对4根配置 HRB500钢筋的混凝土桥墩进行水平低周反复荷载下的抗震性能试验,分析其在低周往复荷载作用下的破坏特征、滞回曲线、承载力、位移及延性、耗能能力,研究了钢筋强度、轴压比、箍筋间距对桥墩抗震性能的影响规律。研究结果表明：轴压比的增加,使试件的承载能力提高了21.1％,但使试件的延性降低了44.6％。配箍率的增加,对试件承载能力影响不大,而钢筋强度的增加,使试件的承载能力提高了31.7％,而且使试件耗能能力增强了25.9％。     

HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能及恢复力特性

为研究HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能,对6根配置HRB600E高强钢筋与1根配置HRB400E普通钢筋的正方形截面混凝土柱进行低周往复荷载试验.研究轴压比、箍筋间距、纵筋强度和纵筋配筋率对高强钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立HRB600E高强钢筋混凝土柱恢复力模型.研究结果表明：配置HRB600E高强钢筋混凝土柱的滞回性能、变形能力与耗能能力良好;轴压比增大,试件延性降低,承载力与耗能能力提升;减小箍筋间距,试件变形能力与耗能能力增强;增大纵筋配筋率,试件承载力提升,耗能能力与延性降低;建立的HRB600E高强钢筋混凝土柱三线型恢复力模型与试验结果吻合较好,为工程结构弹塑性分析提供参考.     

HRB400、HRB500钢筋在混凝土受弯构件中的应用分析

依据新颁布的《混凝土结构设计规范》GB50010—2010中裂缝宽度计算公式,对一类环境下不同配筋方案的钢筋混凝土梁、板,从强度条件和裂缝控制两方面进行了计算分析。结果表明,一类环境下的梁,采用HRB400钢筋,可充分发挥其作用;板类构件,采用HRB500钢筋,可充分发挥其作用。     

铌微合金化控冷工艺生产HRB500抗震钢筋强韧化机理

采用Nb微合金化和控冷工艺开发HRB500抗震钢筋,通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X线衍射仪及拉力试验机对钢筋取样金相显微组织、析出相、力学性能及强韧化机理进行分析研究。研究结果表明：采用Nb微合金化和控轧控冷工艺生产HRB500抗震钢筋,最主要的强化机制为细晶强化,其对强度贡献超过40％;采用该工艺,钢筋铁素体晶粒度达11.0级以上,晶粒细化效果明显;铁素体基体、晶界及位错线上形成和分布着尺寸为10～20 nm的大量细小弥散的Nb(CN)析出相,起到了较好的沉淀强化及细化晶粒作用;晶粒细化使冲击转折温度下降150℃,使钢筋在获得较高强度的同时,仍具有较好的塑韧性。     

HRB500钢筋的锚固设计及可靠度分析

为了研究HRB500钢筋的粘结锚固性能,进行了111个配置HRB500钢筋的混凝土试件的拉拔试验,分析了HRB500钢筋的粘结强度、失效状态以及锚固长度的可靠度,建立了HRB500钢筋直锚和机械锚固形式下的粘结强度计算公式,其计算结果与试验值吻合较好;通过可靠度分析,HRB500钢筋的设计锚固长度可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)相关公式计算;提出了HRB500钢筋机械锚固长度与其直锚时的基本锚固长度的折算比值表,为工程设计提供了依据。     

Q500GJ高强度钢材焊接H形柱抗震性能试验研究

为促进Q500GJ高强钢材在钢结构工程中的应用,进行了5个Q500GJ高强钢焊接H形截面试件的水平往复加载试验研究,分析了试件的长细比、绕强弱轴加载等因素对试件破坏模式、变形能力、抗震耗能能力的影响. 结果表明,所有试件荷载-位移滞回曲线饱满,滞回性能良好. 骨架曲线正、反向基本对称,走势相似,从弹性变形到屈服点,荷载达最大后,开始下降直至塑性破坏. 试件绕强轴反复荷载,板件局部弹塑性失稳破坏,截面塑性发展不充分,试件绕弱轴反复荷载,全截面进入塑性破坏,试件绕弱轴反复荷载下延性系数要高于绕强轴反复荷载下的延性系数. 试件最大层间位移角为1/20,最小层间位移角为1/26,均满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010)中多、高层钢结构弹塑性位移角1/50的限值要求.     

正常使用状态下HRB500钢筋昆凝土梁受弯性能试验

对8根HRB500高强钢筋混凝土梁以及2根普通钢筋混凝土梁受弯性能进行了对比试验,分析了试验梁的裂缝分布、短期最大裂缝宽度以及挠度的变化情况.结果表明:2种钢筋混凝土梁的受弯性能和挠曲模式基本相同;正常使用极限状态下的平均裂缝间距、跨中挠度实测值与按GB50010-2002<混凝土结构设计规范>中平均裂缝宽度与短期刚度...     

HRB500级钢筋混凝土偏压柱的受力性能研究

通过对6组HRB500钢筋混凝土偏心受压柱的试验研究,探讨HRB500级钢筋在混凝土偏压柱中强度发挥的程度,并利用规范对HRB500钢筋混凝土偏心受压构件进行承载力的计算,将试验结果与计算结果相比较,符合性较好。     

钒氮微合金化控冷工艺开发HRB500E抗震钢筋

为降低HRB500E抗震钢筋生产成本,更好地促进其生产及推广应用,国内某钢厂采用钒氮微合金化控冷工艺试制HRB500E抗震钢筋。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、闪光焊接、材料试验机及力学性能测试,对该工艺析出强化和晶粒细化强化机理及效果,控冷终止温度和钢筋力学性能匹配关系,钢筋金相组织、焊接、时效及高应变低周疲劳性能进行了研究分析。结果表明:钢中加入适量钒氮合金,V(CN)析出量占总钒量的66.67%,微合金析出强化效果明显;控冷后终止温度控制在680～710 ℃,钢筋强度具有25 MP     

轧后冷速对Q500GJE钢组织和拉伸性能的影响

为了开发Q500GJE高性能超高层建筑用钢,利用Gleeble热/力学模拟、扫描电镜、透射电镜、背散射电子衍射、着色腐蚀金相等方法研究了轧后控冷冷速对TMCP交货低屈强比(≤0.80)Q500GJE钢组织和拉伸性能的影响。结果表明:试验钢在冷速5~25℃/s的范围内,形成由针状铁素体、粒状贝氏体以及M-A岛构成的混合组织。随着轧后冷速的提高,针状铁素体数量减少,粒状贝氏体数量增多,晶粒发生细化,位错密度升高,屈服强度和抗拉强度升高;随着轧后冷速的适当降低,硬相M-A岛的含量增加,尺寸增大,屈强比下降,应变硬化量增加。拉伸性能满足低屈强比Q500GJE钢要求的轧后控冷冷速是15~20℃/s。     

10CrNiMo高强钢的低周疲劳特性

采用圆形横截面光滑试样,通过轴向不同应变幅控制的低周疲劳试验,研究了10CrNiMo高强钢的低周疲劳特性,包括循环应力-应变行为、应变-寿命特点、循环应力响应及其力学滞后现象,给出了相应的疲劳参数、循环软硬化特性及应变滞后规律.对裂纹扩展方向及试样疲劳断口的观察表明:裂纹扩展面与轴向力呈现多角度关系,裂纹萌生于试样表面,沿断口周边分布,且具有多源性;疲劳裂纹主要以锐化--钝化机制扩展.     

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.     

国产WSD690E高强钢焊接试验及工程应用

呼和浩特抽水蓄能电站输水系统压力钢管采用的WSD690E高强钢是国内钢厂开发的水电站引水压力钢管专用800MPa级高强钢,首次用于水电站压力钢管工程。经焊接性试验、焊接工艺评定和工程实际应用,证明钢板的加工性较好,焊接裂纹敏感性不高。在焊接线能量,预热、层间、后热温度适当的情况下焊接,接头的各项力学性能指标符合设计要求,焊缝质量优良。     

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.     

Microstructures and mechanical properties of dissimilar Nd:YAG laser weldments of AISI4340 and AISI316L steels

This paper presents studies on the microstructure and mechanical properties of AISI 316L stainless steel and AISI 4340 low-alloy steel joints formed by the Nd:YAG laser welding process. The weld microstructures and heat affected zones (HAZs) were investigated. Austenitic microstructures were observed in all of the samples. The sizes of the HAZs changed when the heat input was varied, and the 316L sides exhibited a larger HAZ. The cooling rates were calculated by measuring the solidification dendrite arm spacing. It is shown that high cooling rates lead to an austenitic microstructure. Tensile tests were carried out, and the results revealed the tensile properties of both the base metals and the weldments. The hardness test results agreed well with the tensile test results.     

电阻焊接用高强Q125级石油套管钢组织及其性能

设计了一种低合金含量的Q125级高强度石油套管用钢,研究了热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响．与870℃淬火＋500℃回火工艺相比,实验钢在850℃淬火＋500℃回火工艺下具有更好的强韧性配合．与870℃淬火相比,850℃淬火处理的奥氏体晶粒尺寸较小,使决定钢力学性能的晶区、板条束尺寸细化,因此其性能更优异．淬火温度对实验钢的析出行为影响不大．尺寸较大的TiN以及TiC和TiN复合析出物对奥氏体晶界起到钉扎作用,可以抑制奥氏体晶粒的长大;含有Mo的尺寸较小的TiC可以起到钉扎位错的作用,阻止位错移动,对强度的提高贡献很大．