熱軋H型鋼的低周疲勞及抗震性能研究.pdf

1、以熱軋H型鋼為主的鋼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，穩(wěn)定性高，抗震能力強(qiáng)，適用于承受振動(dòng)和沖擊載荷大的建筑結(jié)構(gòu)，以及一些多地震發(fā)生帶的建筑結(jié)構(gòu)。但關(guān)于評估H型鋼抗震能力理論依據(jù)的研究還很少，同時(shí)在H型鋼產(chǎn)品方面，還缺少相應(yīng)的抗震性能研究和適用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。建筑結(jié)構(gòu)鋼在交變地震載荷下的破壞屬于高應(yīng)變低周疲勞。為此，本文主要對馬鋼現(xiàn)行生產(chǎn)工藝條件下不同尺寸的熱軋H型鋼的抗震性能進(jìn)了了評估，同時(shí)研究了合金成分上下限和不同軋制工藝對熱軋H型鋼高應(yīng)變低周疲勞

2、性能的影響，并結(jié)合金相組織觀察、疲勞斷口觀察和透射電鏡觀察，對試驗(yàn)鋼的低周疲勞性能進(jìn)行了綜合分析。
　　 試驗(yàn)結(jié)果顯示：現(xiàn)行生產(chǎn)條件下的不同尺寸的H型鋼翼緣處的循環(huán)韌度在25J/cm-3左右，還處在較低的水平。由于采用了加VN微合金化，鑰中的[N]含量較高，試驗(yàn)鋼對應(yīng)變時(shí)效較敏感。通過調(diào)整合金成分，采用V+Nb復(fù)合微合金化，用VFe代替VN，設(shè)計(jì)了上下限兩種合金成分，通過實(shí)驗(yàn)室模擬熱軋H型鋼翼緣軋制，進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明，

3、上限成分試樣的循環(huán)韌度高于下限成分試樣，達(dá)到了28.6J/cm-3，較不同尺寸的熱軋H鋼也有一定的提高，同時(shí)，試驗(yàn)鋼應(yīng)變時(shí)效不敏感。
　　 采用優(yōu)化的合金成分煉鋼，通過正交設(shè)計(jì)，分析了鋼坯的加熱溫度、950℃下的變形量以及終軋溫度對H型鋼低周疲勞性能的影響。結(jié)果表明，隨著鋼坯的加熱溫度的升高，微合金元素的作用發(fā)揮越充分，試驗(yàn)鋼的循環(huán)韌度越高；由于終軋溫度不一樣，相應(yīng)的待溫時(shí)間也不一樣，低的終軋溫度，待溫時(shí)間較長，在待溫過程中，可

4、能發(fā)生奧氏體晶粒的再結(jié)晶和長大現(xiàn)象。因此，終軋溫度對試驗(yàn)結(jié)果的影響沒有充分體現(xiàn)出來。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，采用1250℃的鋼坯加熱溫度，控制950℃以下變形量為50％左右，終軋溫度在820～880℃范圍內(nèi)的軋制工藝，可以得到較高的循環(huán)韌度，獲得低周疲勞性能較好的熱軋H型鋼。
　　 通過疲勞斷口掃描發(fā)現(xiàn)，疲勞微裂紋不僅在試樣表面處形核，同時(shí)也在試樣內(nèi)部雜質(zhì)處形核，然后通過不斷的擴(kuò)展形成微裂紋，許多微裂紋通過擴(kuò)展連接形成宏觀裂紋，最終導(dǎo)