過(guò)火處理對(duì)Q345H型鋼組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、熱軋H型鋼是一種具有高效節(jié)約、良好的綜合力學(xué)性能、截面設(shè)計(jì)合理的金屬材料，在建筑領(lǐng)域用途較為廣泛。但其抗火性能較差，當(dāng)建筑物遭受火災(zāi)時(shí)，不僅室內(nèi)存放物品會(huì)遭到破壞，而且建筑物本身尤其是建筑物的鋼結(jié)構(gòu)也會(huì)遭到不同程度的損壞。目前，針對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗火性能研究多集中于鋼結(jié)構(gòu)的高溫力學(xué)性能變化情況，而對(duì)于火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)存在的隱患研究甚少。本課題針對(duì)這一研究現(xiàn)狀，對(duì)建筑領(lǐng)域中常用的Q345B、精煉Q345B和Q345E三種熱軋H型鋼材進(jìn)行模擬火

2、災(zāi)實(shí)驗(yàn)，探究其遭受不同條件的火災(zāi)后微觀組織和力學(xué)性能的變化情況，找出建筑物遭受火災(zāi)后未發(fā)生坍塌鋼結(jié)構(gòu)存在的安全隱患，為高層建筑火災(zāi)后未坍塌鋼結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)評(píng)估和新型耐火鋼材開發(fā)提供理論支持。
　　本課題利用實(shí)驗(yàn)室方法模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置過(guò)火溫度為650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃條件下保溫1小時(shí)和2小時(shí)共14組熱處理實(shí)驗(yàn)，對(duì)Q345B、精煉Q345B和Q345E三種試驗(yàn)材料分別進(jìn)行不同方式的過(guò)火處理。通過(guò)

3、金相實(shí)驗(yàn)，觀察過(guò)火處理前后材料微觀組織的變化;通過(guò)硬度實(shí)驗(yàn)探究試驗(yàn)材料過(guò)火處理前后表面與心部硬度變化情況;通過(guò)室溫拉伸實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)材料屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能變化情況。利用統(tǒng)計(jì)方法，分析試驗(yàn)材料在不同過(guò)火條件下微觀組織中晶粒度、帶狀組織和魏氏組織等級(jí)變化情況;借助MATLAB等工具分析試驗(yàn)材料在過(guò)火前后組織組成變化情況。根據(jù)試驗(yàn)材料遭受過(guò)火前后微觀組織和力學(xué)性能變化情況，分析試驗(yàn)材料在過(guò)火前后力學(xué)性能變化與材料微觀組織變化之間的關(guān)系

4、。
　　分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，三種鋼材均在過(guò)火溫度達(dá)到750℃及以上時(shí)出現(xiàn)較明顯的脫碳現(xiàn)象，并伴有微觀組織和力學(xué)性能突變，試驗(yàn)材料心部力學(xué)性能優(yōu)于材料外部，高強(qiáng)度的精煉Q345B火災(zāi)后力學(xué)性能降低最多，災(zāi)后潛在危害最大，Q345B次之，Q345E強(qiáng)度硬度降低相對(duì)最少。此外，三種材料抗火性能強(qiáng)弱不僅與其抗火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)，還與材料原始成分和控軋控冷方式等有關(guān)，Q345E因含有Nb、Ti、V、B等微合金元素抗火性較好，精煉Q345B因熱軋過(guò)