提高建筑用钢屈强比的一个有效措施

提高建筑用钢屈强比的一个有效措施

在此汶川大地震四周年之际，我们再次感受到难以愈合的记忆的伤痛。面对给我们人民的生命和财产带来巨大损失的频发地震，作为材料工作者，深感提高建筑钢结构的抗震性是我们义不容辞的责任。钢结构的抗震能力主要取决于钢材的屈强比，必须在保证高强度的同时，限制屈强比。欧洲建筑用钢要求屈强比小于0.91，日本要求建筑用钢屈强比小于0.80，我国也要求高层建筑结构用钢的屈强比不大于0.80。低的屈强比，意味着高的加工硬化指数和高的均匀伸长率，当钢材受到外力作用时，能够以更大的塑性变形吸收地震施加给结构的巨大能量，延缓其最终破坏的发生。但是，低屈强比建筑用钢在实际生产上还存在着许多技术和成本的问题，尤其随着强度的升高，屈强比很难维持在较低的水平。

近期，秦皇岛首秦金属材料公司提出了一个提高建筑用钢板屈强比的方法，取得了明显效果。这个方法的要点是：对终轧后的钢板不是直接进入层流冷却，而是冷待至共析转变温度以上某个温度。实验证明，如果冷待的温度取得合适，就可以在提高抗拉强度的同时降低屈强比。他们以Q345ZNb钢坯为试验材料(0.16C、0.36Si、1.37Mn、0.006S、0.06P、0.026Nb，余量Fe)，终轧后（终轧温度为850℃），冷待至770℃再进入层流冷却。对比检测表明，采用新工艺的材料与终轧后直接进入层流冷却的材料相比，抗拉强度由原来的

575MPa提高到585MPa，而屈强比由原来的0.765降低到0.739，实现了在保证强度的同时降低屈强比的目的。

据研究，上述效应的产生，可能出于以下原因，终轧后直接进入层流冷却的钢板，保留了更多的奥氏体形变时产生的畸变能，使铁素体的形核率增加，晶粒细化，但晶粒大小不均，小晶粒所占比例较大，6.15μm以下的晶粒占35%左右；而冷待至770℃的钢板，由于奥氏体变形后在高温区停留时间较长，奥氏体形变储存能释放得较多，故奥氏体向铁素体转变的驱动力变小，使铁素体形核率降低，铁素体晶粒尺寸变大，但晶粒尺寸大小均匀，珠光体尺寸变化不大；另一方面，在冷待过程中，碳在铁素体与奥氏体之间重新分配，流向奥氏体，造成高碳浓度的奥氏体，在随后的珠光体转变中形成硬度更高，形变强化能力更强的珠光体。由于作为硬相的珠光体决定材料的抗拉强度，所以珠光体强度的提高导致材料的抗拉强度提高；而作为软相的铁素体决定材料的屈服强度，铁素体晶粒尺寸变大导致屈服强度有所下降。这样就在提高抗拉强度的同时拉开了抗拉强度与屈服强度的幅度，实现了屈强比的下降。

应该指出，如果冷待温度过低，会使晶粒尺寸长得过大，同时奥氏体的碳浓度下降，其结果虽然可以使屈强比进一步下降，但抗拉强度也明显下降。比如，冷待至730℃的试样屈强比为0.724，但抗拉强度为539MPa。(一员)

本文来源锌钢栅栏: