Q345D钢高温力学性能试验研究

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《2024年ZrO2弥散强化Q345钢的组织与力学性能研究》范文

《ZrO2弥散强化Q345钢的组织与力学性能研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，对材料性能的要求越来越高。

Q345钢作为一种常用的工程结构材料，具有较好的塑性和韧性，但在某些高负载、高要求的场合，其力学性能仍需进一步提升。

为此，本文采用ZrO2弥散强化技术对Q345钢进行强化处理，并对其组织与力学性能进行了深入研究。

二、材料与方法1. 材料准备实验所用材料为Q345钢。

通过将ZrO2颗粒均匀弥散在Q345钢基体中，制备出ZrO2弥散强化Q345钢复合材料。

2. 实验方法采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等手段，对ZrO2弥散强化Q345钢的组织结构进行观察和分析。

同时，通过拉伸试验、硬度测试等手段，对其力学性能进行评估。

三、结果与分析1. 组织结构通过金相显微镜观察，发现ZrO2颗粒在Q345钢基体中分布均匀，形成了较为理想的弥散强化结构。

X射线衍射仪分析表明，弥散强化处理后，钢中未出现新的物相，ZrO2颗粒与基体间无明显的化学反应。

扫描电镜观察显示，ZrO2颗粒与基体间结合紧密，无明显界面空洞或缺陷。

2. 力学性能拉伸试验结果表明，ZrO2弥散强化Q345钢的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。

其中，抗拉强度提高了约XX%，屈服强度提高了约XX%，延伸率也有所增加。

硬度测试结果显示，弥散强化处理后，钢的硬度也有显著提高。

四、讨论ZrO2弥散强化Q345钢的力学性能提高，主要归因于ZrO2颗粒的弥散强化作用。

弥散强化是一种通过在金属基体中引入硬质颗粒，提高材料整体强度的方法。

ZrO2颗粒的加入，使得钢在受到外力作用时，能够更好地抵抗变形和断裂。

此外，ZrO2颗粒与基体间的界面结合紧密，也有助于提高材料的整体性能。

五、结论本文通过ZrO2弥散强化技术对Q345钢进行强化处理，发现其组织结构得到了优化，力学性能得到了显著提高。

这为进一步开发高性能的工程结构材料提供了新的思路和方法。

然而，本文仅对ZrO2弥散强化Q345钢的基本性能进行了研究，关于其在实际应用中的性能表现及长期稳定性等问题，还需进一步深入研究。

高温后结构钢力学性能试验

解放军理工大学学报（自然科学版）第１卷第３期２１年６月Ｖ１１ｌ００ｏ．Ｎｏ３ｕ．１１．Ｊｎ００２
ＪｕｎｌｆＬｎｖｒｔｏｉｃｄｅｈｏｏｙ（ａｒｃｎｅｄｔｎｏｒａｏＡＵｉｅｓｙｆｃｎｅｎｃｎｌｇＮｔａＳｉｃｉｏ）ＰｉＳｅａＴｕｌｅＥｉ
ｔｏｏｍｕａｏｉｌｔｅｔｎｅｓｌｔｅｇｔｒｒｐｏｅｓｗｅｌａｈｅｓｇｓｉｎｓｏｅｃｄｅａ — ｉｎｆｒｌｆｙｅｄｓｒｎｇｈａｄｔｎｉｅｓｒｎｈｗｅｅｐｏｓｄａｌｓｔｕｇｅｔｏｆｒｄｕｅｌｓｔｃｍｏｌｓｏｆｔｅｓｅｌｐｏｔｈｇｅｉｄｕｕｈｔｅｓｉｈｔｍｐｅａｕｅ．Ｔｈｅｃｎｌｓｏｎｕｌｅｅｅｃｓｆｈｖｌａｉｎｏｆｒｔｒｓｏｃｕｉｓｓｐｐｙｒｆｒｎｅｏｒｔｅｅａｕｔｏｄａｇｎｈｅｎｏｒｅｎｆｓｅｌｓｒｃｕｅｐｏｔｆｒ．ｍａｅａｄｔｅｒｉｆｃｍｅｔｏｔｅｔｕｔｒｓｉｅＫｅｙｗｏｄｒｓ：ｓｒｃｕａｔｅ；ｐｔｈｉｅｔｕｔｒｌｓｅｌｏｓｇｈｔｍｐｅａｕｅ；ｔｅｍｏｈｒｍｉｍｒｐｒｉｓ；ｍｅｈａｉａｏｅｔｅｒｔｒｈｒｃｏｓｐｏｅｔｅｃｎｃｌｐｒｐｒｉｓ
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Q345轧制工艺温度对力学性能的影响

ｐｅｒａｔｕｒｅ．
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓｒｏｌｌｉｎｇ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｓｔａｔｒｒｏｌｌｉｎｇ；ｉｆｎｉｓｈｒｏｌｌｉｎｇ；ｉｆｎｉｓｈｃｏｏｌｉｎｇ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｔｙｒ
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Q345D钢的热变形抗力研究

Q345D钢的热变形抗力研究李海阳;纪登鹏;周晓航;张梅【摘要】利用Gleeble-3500热-力模拟试验机,在变形温度为750 ~1200 ℃、应变速率为0.01~10 s-1、应变量为0.7的条件下对Q345D钢进行单道次压缩试验,得到其真应力-真应变曲线,分析了变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响.结果表明,降低变形温度和提高变形速率,均可使Q345D钢的变形抗力增大;只有在较低的变形速率和较高的变形温度下, Q345D钢才发生动态再结晶.通过非线性拟合,建立了Q345D钢的变形抗力模型,并与试验变形抗力进行对比分析,结果表明该模型具有较高的拟合精度.%The single pass axial compression tests ofQ345D steel were conducted on the Gleeble-3500 thermomechanical simulator at the temperatures of 750 ℃ to 1 200 ℃ and the strain rates of 0.01 s-1to 10 s-1with a constant strain of 0.7. Based on the true stress-true strain curves, the effects of deformation temperature, strain rate and deformation degree on the deformation resistance were analyzed. The results showed that the deformation resistance increased with the decreasing temperature and the increasing strain rate; The dynamic recrystallization of Q345D steel only occurred at lower strain rate and higher deformation temperature. The deformation resistance model suitable for the Q345D steel was established by means of nonlinear fitting. The high fitting accuracy of that model was proved by comparison with the regressive method and the tested stresses.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2018(040)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】Q345D钢;真应力-真应变;变形抗力;数学模型【作者】李海阳;纪登鹏;周晓航;张梅【作者单位】省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072【正文语种】中文Q345D钢是一种低合金高强度工程结构钢，具有良好的塑性、韧性、耐低温性能、加工工艺性能和焊接性能等，被广泛应用于石油、车辆、船舶、建筑和压力容器等领域[1- 4]。

温度-应力史对Q345钢力学性能影响的试验研究

温度-应力史对Q345钢力学性能影响的试验研究
屈立军;焦亚男;楮新颖
【期刊名称】《武警学院学报》
【年(卷),期】2012(028)010
【摘要】为了对我国受火钢结构的承载力鉴定提供基础数据，利用微机控制电液伺服试验机及加温装置和变形测量装置，对我国某钢厂生产的钢结构用Q345（16Mn）钢，前期采用恒载升温试验方法对试件施加应力一温度作用，冷却后进行拉伸试验。

试验结果表明：在300—600℃范围内，钢材前期所受温度对冷却后钢材的弹性模量和屈服强度基本没有影响；但钢材在经受温度时所施加的应力使钢材强度降低幅度均为20％左右。

【总页数】3页(P5-7)
【作者】屈立军;焦亚男;楮新颖
【作者单位】武警学院科研部,河北廊坊065000;吉林市消防支队,吉林132001;天津红桥区消防支队,天津300131
【正文语种】中文
【中图分类】TU391;D631.6
【相关文献】
1.防火涂料对Q345钢高温力学性能影响的试验研究 [J], 徐文毅
2.Q345轧制工艺温度对力学性能的影响 [J], 张彦章;王佩鑫;孙伟
3.在役Q345钢及焊缝金属力学性能试验研究 [J], 黎佳;宁朝阳
4.应变时效对Q345钢力学性能影响研究 [J], 姜志鹏;王燕;杨怡亭;马立威
5.回火温度对42CrMo4高强钢力学性能及应力腐蚀敏感性的影响 [J], 张度宝;李成涛;方可伟;罗坤杰;王力;武焕春;薛飞
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45钢高温拉伸性能试验研究

45钢高温拉伸性能试验研究赵丽;李晋峰【摘要】在600～750℃范围内和0．5、0．7、0．8及0．9倍屈服荷载下，对45钢进行高温拉伸试验。

结果表明，在恒温升载和不同试验温度下45钢的力学性能变化不大，随温度升高而下降的趋势基本一致；而恒载升温情况下，300℃之前应变变化比较平缓，300～500℃应变逐渐增大，550℃左右应变急剧增大至颈缩。

%High temperature tensile tests are performed for 45 steel at the temperature range of 600~750 ℃ and under the yield load of 0.5,0.7,0.8 and 0.9 times.The results show that the mechanical properties of 45 steel are changed little under the rising loadings at the constant temperature with different test temperatures , and the downward trend are basically the same with the temperature rising .In the case of rising temperature under the constant loading , the strain changes gently before 300℃, increases gradually between 300℃and 500℃, and increases sharply to neck-ing around 550 ℃.【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P31-34)【关键词】45钢;高温拉伸试验;力学性能【作者】赵丽;李晋峰【作者单位】太原科技大学应用科学学院,山西,030024;太原科技大学材料科学与工程学院,山西,030024【正文语种】中文【中图分类】TU511.3近几十年来，随着一些新型高温材料的研究和应用越来越深入，对于普通材料高温力学性能的研究也越来越受到许多学者的关注。

20高温下Q345钢的材料性能试验研究

将 1 组与 . 组试验结果进行对比， 1 组试验中，（# ）对应的破坏温度为! # ( 4 ,6 ! 78 9 # #$ ， ! 2 , （）对应的破坏温度为! # ( 3 ! 4 ( ! 78 9 " #$ ， # ( * ! ! 2+ 2 （）对应的破坏温度为! + " , ( 78 9 #$ 。而 . 组试验中 ! ， # #$ 对应的极限荷载为 + , * ( + 78 9 ! " #$ 对，应的极限荷载为 + + ) ( + 78 9 ! #$ 对应的极限荷载为) 。即在相同的破坏温度下， # ( ) 78 9 1 组试验的试件对应较高的荷载。分析其原因，主要是由于蠕
) * , . / , 0 1 2 3 4 1 5 6 . , 47 01 8 ,8 . 8 ( 1 , / , 2 1 5 ,/ 2 1 , . 2 3 7 , 1 . , 4 7 :! " # $4 1 , , 3; 8 . < 8 . 4; . 6 , 3 4 , 6 . 0 4 1 , , 3 4 1 5 < 1 5 , 4 2 , + 9 + + + =5 ，，，/ < 2 . , 67 5 1 >? 8 ,1 , 4 16 2 1 2 . 0 < 3 5 6 ,4 1 , 4 4 ( 4 1 2 . 0< 5 @ , 1 , 0 4 . 3 ,4 1 , 0 1 8 7 6 5 3 5 47 :, 3 2 4 1 . < . 1 0 6, 3 7 0 2 ( . , 3 64 1 , 0 1 8 9 =2 9 = 9 ， 1 . 7 0> A 2 4 , 67 01 8 ,6 2 1 27 : 1 8 , 1 , 4 1 4 1 8 ,/ 2 1 8 , / 2 1 . < 2 3/ 7 6 , 3 : 7 -+ , 6 . < 1 . 0 8 ,+ 7 , 1 . , 47 :! " # $4 1 , , 3 2 1, 3 , @ 2 1 , 61 , / ( 91 + ， , 2 1 5 , 4 . 4+ , 4 , 0 1 , 6 > B 02 6 6 . 1 . 7 0 2< 7 / 2 . 4 7 0C , 1 ; , , 01 8 ,8 . 81 , / , 2 1 5 ,/ 7 6 , 3 : 7 -! " # $4 1 , , 3+ 7 7 4 , 62 0 61 8 , + + 9 + + / 7 6 , 3 4 : 7 -9 , 0 , 2 3 4 1 , , 3 7 7 4 , 6 . 01 8 ,< 7 6 , 47 : 4 , @ , 2 3 7 1 8 , < 7 5 0 1 . , 48 2 4C , , 0/ 2 6 , > + + ：；；/ ；/ ! " $ % & ’ ( 8 . 8 ( 1 , / , 2 1 5 , , * , . / , 0 1 2 1 , . 2 3 7 , 1 2 1 , . 2 3/ 7 6 , 3 9 + + + + = #

Q345D钢高温力学性能及凝固特性

摘要低碳低合金钢Q345D具有强度高、韧性高、抗冲击、耐腐蚀等优良特性，因而倍受广泛地应用于各个方面。

，连铸技术因为具有可以大幅提高金属收得率、改善铸坯质量和节约能源等显著优势，因而在生产钢材的各种方法中得到了最为广泛的应用。

本文通过对Q345D钢的高温力学性能热模拟实验及其高温凝固相转变规律的研究，进一步了解该钢种的高温特性，以期为铸坯质量的提高提供理论依据。

对于Q345D高温力学性能的研究主要是通过热模拟试验机模拟金属热变形的整个过程，得到其热变形过程中热强度、热塑性、显微组织以及相变行为并对其进行分析整理总结。

本文通过使用Gleeble-1500D热模拟试验机，对Q345D钢进行高温拉伸实验，获得该钢在800℃~1200℃温度下的屈服强度、抗拉强度及延伸率、断面收缩率等数据。

对以上数据进行分析，可以得出：在800℃~850℃温度区间，随着温度的升高，屈服强度、抗拉强度分别从800℃的39.10MPa、83.61MPa提高到850℃的40.01MPa、93.10MPa；在900℃~1300℃温度区间内，随着温度的升高，其屈服强度和抗拉强度分别从900℃的33.53MPa、91.16MPa降低到1300℃的8.45MPa、19.85MPa。

对于该钢的热塑性，800℃~900℃温度区间内随温度升高，其延伸率、断面收缩率分别从800℃的9.11%、77.7%提高到900℃的23.58%、79.3%升高；在1000℃~1200℃温度区间内，延伸率、断面收缩率变化比较平缓；1200℃以后随温度升高，延伸率、断面收缩率急剧降低，在1300℃时其数值分别为11.75%、48.5%，表明其热塑性下降。

Q345D的高温凝固相转变规律是通过自行研制的可控高温凝固相变实验装置进行的，对于加热到熔化状态下的钢样通过控制冷速冷却到不同温度，然后淬火保留高温组织的方式研究其组织的转变行为。

对所得试样金相组织观测得出：在液态下直接淬火时，冷却速度越快，所得到的晶粒越为细小；在冷速为20℃/min的冷却速度下，Q345D钢的液、固相线温度点分别为1515℃和1460℃，在该区间内，残留高温铁素体的含量随着结束控制冷速冷却温度的降低而升高；在2℃/s的冷却速度下，在1515℃和1460℃温度点仍然有高温铁素体相的存在，但是与同温度下以20℃/min的冷却速度得到的试样相比，高温铁素体相的含量有明显不同。

Q345D钢高温力学性能试验研究

图 5 材料弹性模量 E 随温度变化曲线
3 结论 ( 1) 高温下( 500 ℃～750 ℃) , Q 345D 钢的屈服
平台消失, 通过切线交点法屈服强度取值原则得到的
参考文献: [ 1] 崔甫. 矫直原理与矫直机械[ M ] . 北京: 冶金工业出版社,
2 005 . [ 2] 吴光亮, 孙彦辉. CSP 板坯 ( Q 235B) 高温力学性能试验研
2009 年第 5 期徐义波, 等: Q 345D 钢高温力学性能试验研究
·8 5·
0. 15 之前, 硬化现象比较明显, 随着温度的升高, 硬化区减小, 在较小的应变范围内, 材料即达到极限强度。在矫直工艺中, 当极限应变 Eb 与屈服应变 Es 的比大于等于 5, 即Eb/ Es ≥5 时, 认为材料可以进行矫直。本
试验虽然 Eb 与 Es 的比值随着温度的升高而减小, 但其比值都大于 10, 因此, 在500 ℃～750 ℃之间 Q345D 钢可以进行矫直。
图 2 高温下材料的应力 —应变曲线
2. 3 材料屈服强度随温度的变化规律
度的降低比较明显, 超过650 ℃之后极限强度的降低
图 3 为材料屈服强度随温度变化曲线, 由于高温有所减小; 750 ℃时极限强度减小到115. 7 M Pa。由于
750 ℃ 条件下, 分别进行拉伸试验后得到钢材的应力- 应变曲线, 见图 2。由图 2 可见高温后在应力较小时, 仍有一段近似弹性阶段, 但钢材的屈服平台已完全消失, 没有明显的屈服极限。500 ℃时, 应变达到
收稿日期: 2009-01-04; 修回日期: 2009-04-25 作者简介: 徐义波( 1977-) , 男, 辽宁盖州人, 在读硕士研究生。

Q345qD钢板韧脆转变温度的测定探究

联系人：贾海伟，男，34 岁，大学本科，助理工程师，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部理化检验中心 E-mail：jiahw@
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2019 年第 1 期
新疆钢铁
总 149 期
变为穿晶解理，断口由纤维状态变为结晶状态，这就个试验温度做 3 个冲击样，试验结果取平均值。
照 GB/T 229-2007 标准中给出的方法进行试验，每
表 1 试验用钢的化学成分
质量分数，%
备注：试样 1 为 Q345qD 板 H16mm 取样；试样 2 为 Q345qDH40mm 取样
八钢公司生产的桥梁结构钢 Q345qD 执行国标 GB/T714-2015《桥梁用结构钢》。针对 Q345qD 钢板进行了 -80℃～0℃的系列冲击试验，根据剪切断面
率、侧膨胀值、冲击吸收能量与温度的关系绘制出 Q345qD 钢板的韧脆转化曲线，找出 Q345qD 钢的韧脆转变温度区间，为八钢开发系列产品及工艺路线的设计提供技术参数。
2 试验方法
2.1 试验原理韧脆转变作为钢铁材料的一种重要现象，其影
响因素有很多。屈服强度 σs 和断裂强度 σf 是任何一种金属材料都具有的两个强度指标，两者都随着温度上升而下降。σs 随温度下降的速率比 σf 的下降速率大，因而两者的 σ-T 关系曲线交于某一温度。当 > t 时，σf>σs，即材料首先屈服时，则发生断裂，即韧性断裂；当 < t 时，σf<σs，即材料尚未屈服时，其已达到其断裂强度。也就是说，在未发生明显的塑形变形之前已经断裂，这是脆性断裂[2]。当试验温度低于某温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型
2019 年第 1 期

Q345钢性能分析综合报告1

Q345钢性能分析综合报告摘要本次实验采用埋弧焊中不开坡口对接接头悬空双面焊的方法将两块均为9.5mm的Q345钢板对接。

用手工锯的方法切取焊接接头金属试样，试样尺寸为⨯⨯。

将切取的试样在砂轮机上粗磨，并将四周倒成圆角。

再399.527mm mm mm将试样在1至6号砂纸上进行细磨。

经细磨后的试样，用清水冲洗以除去磨粒，再进行机械抛光。

然后，将抛光后的试样用4%的硝酸酒精溶液浸蚀10~15s，再用酒精擦拭浸蚀部位，用吹风机吹干试样。

最后将制备好的试样放在金相显微镜上观察并拍摄焊接接头不同部位的照片，并用维氏硬度计测量焊接接头不同部位的硬度。

在拍摄焊接接头不同部位显微组织的照片之前，先拍摄接头宏观组织，直观观察和分析接头宏观缺陷、焊缝成形以及焊缝金属结晶方向。

根据拍摄到的焊接接头母材、焊缝和焊接热影响区的显微组织的照片分析焊缝的结晶形态、焊接热影响区金属的组织变化和焊接接头的微观缺陷等。

在维氏硬度计上测定焊接接头母材、焊缝和焊接热影响区的硬度。

根据硬度值在不同区域内的变化可大概知道不同区域的组织与硬度的关系。

根据硬度与不同组织的对应关系，分析得到热影响区的晶粒长大，引起该区的强度、硬度增大，该区的塑性、韧性降低。

母材与焊缝硬度接近，基本满足等强匹配的原则。

其中，热影响区硬度最高，是接头的薄弱环节。

关键词：显微组织分析，维氏硬度，金相试样制备，埋弧焊1、实验过程简述实验过程中，采用埋弧焊中不开坡口对接接头悬空双面焊的方法将两块均为9.5mm的Q345钢板对接。

待钢板冷却，用手工锯的方法切取焊接接头金属试样，试样尺寸为399.527⨯⨯。

随后，用切取的试样制备金相样品。

切取的mm mm mm试样表面凹凸不平极为粗糙，需要在砂轮机上进行粗磨，将试样四周倒成圆角，以免在细磨或抛光时撕裂砂纸或抛光布。

再将试样在1至6号砂纸上进行细磨。

经细磨后的试样，用清水冲洗以除去磨粒，再进行机械抛光。

然后，将抛光后的试样用4%的硝酸酒精溶液浸蚀10~15s，再用酒精擦拭浸蚀部位，用吹风机吹干试样。

电弧炉冶炼Q355D连铸坯的高温热塑性研究

电弧炉冶炼Q355D连铸坯的高温热塑性研究摘要：本文针对电弧炉冶炼Q355D连铸坯的高温热塑性进行分析，结合相关的实验方案、实验结果、实验过程三方面情况进行综合性研究。

并且，本文从电弧炉冶炼Q355D连铸坯的高温热塑性实验方案出发，研究其实验结果，分析连铸坯高温热塑性的高温断口形貌，以期为我国钢铁产业中电弧炉冶炼技术人员提供参考意见。

关键词：电弧炉；Q355D；高温热塑性；研究2020年，我国提出将在2030年前达到CO2排放的最高水平，并在2060年前实现碳中和的目标。

钢铁产业是我国国民经济的主要支柱产业，同时也是CO2排放大户。

钢铁产业主要采用高炉—转炉的长流程，其中90%以上的粗钢产量都是长流程，其CO2的排放量在2000~2400kg/t，而电弧炉短流程CO2的排放量只有500kg/t。

随着国内废钢回收产业链的成熟，电弧炉的短流程已成为钢铁产业发展的主攻方向。

1.电弧炉冶炼Q355D连铸坯的高温热塑性实验方案1.1试验钢种工艺及成分采用GLEEBLE-3800热模拟试验设备进行电弧炉冶炼Q355D连铸坯的高温热塑性实验，以研究Q355D连铸坯在高温下的可塑性变形及裂纹敏感性的温度范围，以避免Q355D连铸坯在矫直时发生角裂和横向裂纹[1]。

安钢100t电弧炉的生产模式采用38.2%的铁比例，随着铁比例的下降，电弧炉冶炼钢种的铜、铬、镍等杂质的含量也随之升高。

1.2高温热塑性试验方案利用GLEEBLE-3800型热模拟试验设备对Q355D连铸坯进行高温拉伸实验，在600~1350℃之间进行试验。

将试样置于1.33×105MPa的真空槽中，用大电流使其在室温下以10℃/s的速度加热到1300℃并保持3分钟，在试验温度≥1300℃时，用1℃/s的加热速度将其加热到测试温度，并保持2分钟，随后以固定的变形速率进行高温拉伸试验。

高温热塑性试验为了模拟连续铸坯在连铸过程中的变形特性，采用了1x10-3s-1的应变率[2]。

高温下钢材力学性能研究进展-建筑材料工程

第 33 卷第 1 期 2017 年 2 月
结构工程师 Structural Engineers
Vol． 33 ，No． 1 Feb． 2017
高温下钢材力学性能研究进展
程园园李春祥曹黎媛
*
（上海大学土木工程系，上海 200444 ）
摘
钢结构建筑发生火灾时，钢材在高温条件下屈服强度、弹性模量等材料特性出现退化，导致钢结构承载力降低。因此，研究高温条件下钢材的材料特性具有重要意义。但目前国内外没有统一公式要
［8 ］
分别为屈服点 f y 、初始弹性模量 E0 、比例极限 f p 、
·文献综述·
［8 ］
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结构工程师第 33 卷第 1 期
软化阶段的弹性模量 E t ，各参数的计算公式参考文献。第二种分段模型是直线和曲线结合的模型。这类模型比较有代表性的是 EC3 规定的模型、
［10 ］ Poh 等［9］、李毅等提出的模型。从对比结果可
Ｒesearch Progress on Mechanical Properties of Steel Material at High Temperature
CHENG Yuanyuan LI Chunxiang CAO Liyuan *
（ Department of Civil Engineering， Shanghai University，Shanghai 200444 ，China）
更加接近实际情况。
3
3． 1
屈服强度和弹性模量
屈服强度和弹性模量的定
Poh 模型能够准确地代表高温下钢材的以看出，应力应变关系，并且通用性更强。李毅等人提出的模型则更简便，通过该模型，只需常温下钢材的屈服强度就可以求出某一温度下钢材的应力应变关系整体曲线。 EC3 模型则更加实用，它用七个线性和抛物线方程表示出应力应变关系，其中包含强化部分，其曲线模式参考文献 2． 2 连续光滑模型

Q345性能分析综合报告

Q345性能分析综合报告一、实验原理焊接是一种非常重要的成形工艺方法，有许多产品和零部件都有焊接工艺环节。

对这类产品来讲，焊接质量就决定了产品的寿命，所以在焊接工序之后进行宏观及微观组织检验是非常重要的一个环节。

焊接是局部加热的过程，焊缝及其附近的母材都经历一个加热和冷却的过程，此过程将引起焊接接头组织和性能的变化，从而影响焊接质量。

在焊接加热和冷却过程中，焊接接头各部分经受不同的热循环，主要是最高加热温度、加热速度和冷却速度不同，因而使得焊接接头各区域的组织各异。

组织的不同，将导致力学性能的变化。

所以对焊接接头进行金相分析，是对焊接接头力学性能鉴定不可缺少的环节。

本实验采用的焊接相关知识有：埋弧焊使用方法、金相样品的制备、金相显微镜的使用、维氏硬度实验方法。

利用四大块的知识对材料进行性能分析。

1，埋弧焊的工作原理埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。

在焊剂层下，电弧在焊丝末端与焊件之间燃烧，是焊剂融化、蒸发，形成气体，在电弧周围形成一个封闭空腔，电弧在这个空腔中稳定燃烧，焊丝不断送入，以熔滴状进入熔池，与熔化的母材金属混合，并受到熔化焊剂的还原、净化及合金化的作用。

随着焊接过程的进行，电弧向前移动，熔池冷却凝固后形成焊缝，密度较轻的熔渣浮在熔池的表面，有效地保护熔池金属，冷却后形成渣壳。

焊接时焊丝连续不断地送进，其端部在电弧热作用下不断地熔化，焊丝送进速度和熔化速度相互平衡，以保持焊接过程的稳定进行。

埋弧焊有以下优点：1）生产率高埋弧焊的焊丝伸出长度（从导电嘴末端到电弧端部的焊丝长度）远较手工电弧焊的焊条短，一般在50mm左右，而且是光焊丝，不会因提高电流而造成焊条药皮发红问题，即可使用较大的电流（比手工焊5－10倍），因此，熔深大，生产率较高。

对于20mm以下的对接焊可以不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。

2）焊缝质量高对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，只要焊接工艺选择恰当，较易获得稳定高质量的焊缝。

Q345系列低合金连铸坯高温性能研究及应用

区大于１２５０ｏＣ，其在９００－１２５０ｏＣ时断面收缩率为９５％一８３％，具有良好的高温塑性；第 Ⅲ脆性温度区约为７２０ —
８５０℃ ，其断面收缩率最低为５８％左右。为预防铸坯矫直过程裂纹产生，要控制矫直温度在９００℃以上。
ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＱ３４５Ｌｏｗ— ａｌｌｏｙＳｔｅｅｌ
ＴＩＡＮＧｕｉ — ｒｕ，ＺＨＡＯＹｏｕ — ｈｕ，ＬＩＵＺｈｅｎ，ＺＨＵＫｕｎ — ｘｕｅ，ＧＡＯＬｏｎｇ — ｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＣｈｕａｎ— ｌｅｉ
１引言
表面及角部横裂纹是连铸坯的缺陷之一，其产
生的重要因素是连铸坯高温力学性能不良导致 ¨ 。，
２高温力学性能测试实验
２．１实验装置
采用Ｇｌｅｅｂｌｅ一１５００热模拟试验机进行连铸坯高温力学性能试验。该台试验设备先进，可进行材料基础、材料试验及过程模拟等多方面的研究，试ｒｅｒａｎｇｅⅢ ｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｗａｓ７２０～８５０ ℃ ｗｉｔｈｉｔｓｍｉｎｉｍｕｍｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｒｅａａｂｏｕｔ５８％．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｖｅｎｔ
ｃｒａｃｋｉｎｇｄｕｉｒｎｇｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ．ｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｔｈｅｓｌａｂｓｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｏｖｅｒ９００ｃｃ．

Q345D高温力学性能实验研究

Ｊｕｎｅ，２０１３
Ｖｏ１．３２．Ｎｏ．２
第３２卷２期
文章编号：２０９５— ２２９５（２０１３）０２— ０１１８一ｏ４
Ｑ３４５Ｄ高温力学性能实验研究
刘炳广，陆恒昌，麻永林，邢淑清
（内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头０１４０１０）
屈服强度、抗拉强度随之升高；在９００—１３００ｏＣ温度区间内，温度的升高，其屈服强度和抗拉强度有所降低．对于钢的塑性，在９００— １０００ｃ降低，１０００—１２００ｃ形成了一个平台，温度高于１２００ｏＣ后，钢的塑性迅速降低．
（ＭａｔｅｉｒａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｙｇＳｅｈｏｏｌ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｓｒｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＢａｏｔｏｕ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｑ３４５Ｄ；ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｔｈｅｒｍｌａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ
２０１３年６月
Hale Waihona Puke 内蒙古科技大学学报

大型塔器常用Q345R钢板高温力学性能试验

ａｉｒ — ａｓｓｅｍｂｌｙｗｅｌｄｉｎｇａｎｄａｓｓｅｍｂｌｙｗｅｌｄｉｎｇｓｅａｍｌｏｃａｌｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｅａｌｌｏｗａｎｃｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ６００℃ ｔｏ７００℃ ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄａｓｗｅｌｌ。ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ。ｓｐｅｃｉｆｉｅｄｎｏｎ — ｐｒｏ —
关键词：塔器；Ｑ３４５Ｒ；高温力学性能；试验
中图分类号：ＴＱｏ５３．５；ＴＥ９６２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ — ７４６６．２０１５．０３００６
经拟合得到的600675不同厚度q345r的许用应力50mm时的许用应力拟合公式依次为q345r钢板力学性能平均温度mpa规定非比例伸长强度mpa断后伸长率255551238707272860024423191265144625186501672254896501558913802661167512969114928122q345r钢板力学性能平均温度mpa规定非比例伸长强度mpa断后伸长率2555250380003200600214291903938006251783816013847565014560133274074675996392429975不同厚度q345r钢板许用应力拟合曲线对比表可以发现同温度下30mmq345r母材屈服强度和抗拉强度均大于50mm母材屈服强度和抗拉强度与厚度增大而力学性能下降的趋势一致见图不同厚度q345r屈服强度及抗拉强度比较结语对大型塔器常用的不同厚度的q345r材料进行了高温力学性能试验得到了材料在600700的高温力学性能数据抗拉强度规定非比例伸长强度断后伸长率并计算拟合了材料的许用应力

45钢高温拉伸性能试验研究

服强度和极限强度，变化趋势如图４所示。
温度，恒温５ａｉｒｎ再开始加载。同时，为了避免高
温对实验设备传感器造成损坏，实验过程中采用
不间断循环水冷却。实验结束后不直接打开高温
炉，使其自然冷却，以减少空气氧化。试验获得的
（１）获得不同温度下４５钢的应力一应变关系、屈服强度、极限强度等力学性能指标。（２）研究４５钢在不同应力荷载水平下温度对其性能的影响。
１．２．２试验方法
极限应变为０．２５９，伸长率为１９．６％，断面收缩率
计３根试件。试验获得的数据包括温度一应变关系图和试件破坏时的临界温度。试验时采用程控方式，即先将试件加载至预定应力水平，通过设备加载系统自动控制使应力保持恒定，待变形稳定
后进行升温。由于试验所用高温炉只能控制
共９个温度点，每个温度下各对２个试件进行试验。实验时，将高温下试件真实的应变通过引伸杆导出来，并采用引伸计和扩展设备求平均值的
方法获得。在每一温度下，先把试件升温至指定
１．２试验目的和方法１．２。１试验目的
２实验结果及分析
２．１Ａ组试验
进行Ａ组试验得到该批４５钢试件常温下拉伸的真实应力一应变曲线图，如图２所示。从图２