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為了提高鋼鐵材料的性能,通常采用合金化和超細(xì)晶化以及在冶煉時(shí)加入量合鈮、釩、鈦等合金元素的方法,其中合金元素的加入在不同的階段發(fā)揮不同作用:在加熱過(guò)程中能夠抑制晶粒長(zhǎng)大,在軋制過(guò)程中能夠抑制回復(fù)與再結(jié)晶,在冷卻的過(guò)程中起到沉淀強(qiáng)化和抑制相變的作用。
(1)金屬主要有脆性和韌性?xún)煞N斷裂方式;
(2)鋼中的碳和錳是對(duì)性能的影響 的兩種元素,鋼材的硬度和強(qiáng)度會(huì)隨著碳含量的増加而增加,但韌性會(huì)降低;鋼中的錳是固溶元素,一方面能和鐵素體形成固溶體,同時(shí)也能形成碳化物,增加鋼的強(qiáng)度;
(3)夾雜物對(duì)鋼韌性的影響程度較強(qiáng)度而言要大很多,通常鋼的強(qiáng)度越高其危害程度越大;由于夾雜物與鋼基體之間存在的變形性差異和物理性質(zhì)的不同,在加工變形的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中,導(dǎo)致鋼材力學(xué)性能下降;
(4)鋼材的力學(xué)性能主要由觀組織所決定,魏氏體(W)和貝氏體(B)均能提高鋼的強(qiáng)度和硬度,但降低了韌性,導(dǎo)致性能缺陷的發(fā)生。



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鋼材在軋制的過(guò)程中,溫度變化使得組織發(fā)生變化,進(jìn)一步使得鋼材力學(xué)性能出現(xiàn)差異。熱軋過(guò)程觀組織的變化主要包括:
(1)加熱過(guò)程:晶粒粗化和量元素的固溶;
(2)軋制過(guò)程:顯組織隨著材料的加工硬化被拉長(zhǎng);
(3)高溫奧氏體區(qū):組織因動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而發(fā)生變化;
(4)軋制道次間隙以及軋后:組織因靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生變化;
(5)軋制過(guò)程中:碳氮化物在兩相區(qū)和低溫奧氏體區(qū)誘變析出;
(6)低溫奧氏體區(qū):應(yīng)變積累;
(7)變形過(guò)程中和變形后:奧氏體向鐵素體的相變。



碳素結(jié)構(gòu)鋼(原稱(chēng)為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼)是鐵生產(chǎn)中產(chǎn)量 、品種多、用途廣的鋼類(lèi),是工程結(jié)構(gòu)的主要原材料,廣泛用于建筑、橋梁、鐵道、車(chē)輛、船舶、化工設(shè)備等。碳素結(jié)構(gòu)鋼中只含有鐵、碳、硅、錳及雜質(zhì)元素磷和硫,由于其碳含量低,不含任何有意添加的合金元素,具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度,良好的塑性、韌性、工藝性能和加工成形性能。這類(lèi)鋼一般不要求進(jìn)行熱處理,通常在熱軋狀態(tài)下使用。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達(dá) 統(tǒng)計(jì),碳素鋼約占世界鋼總產(chǎn)量的70%,合金鋼約占世界鋼總產(chǎn)量的10%,低合金鋼約占世界鋼總產(chǎn)量的15%~20%。而碳素結(jié)構(gòu)鋼占碳素鋼產(chǎn)量的絕大部分。
建筑業(yè)是我國(guó)鋼材消費(fèi)量 的行業(yè),占國(guó)內(nèi)鋼材全部消費(fèi)量的50%以上。建筑業(yè)的發(fā)展對(duì)建筑用鋼的性能、質(zhì)量提出了更高的要求。建筑用鋼的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為:一是提高鋼材的使用效率,主要通過(guò)提高鋼材強(qiáng)度和耐用性來(lái)減少鋼材使用量,因此,高強(qiáng)度、高韌性、可焊接性、抗震、抗層狀撕裂、耐火、耐候性等已成為衡量現(xiàn)代建筑用鋼基本性能的主要指標(biāo);二是節(jié)約使用鋼材,在滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)的大載荷、商樓層和大跨度發(fā)展要求的同時(shí),降低建筑成本、節(jié)約 資源。目前,我國(guó)建筑業(yè)整體進(jìn)步迫切需要發(fā)展節(jié)約型建筑用鋼,以推動(dòng)建筑業(yè)整體水平的進(jìn)步,滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新要求。




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