建筑用高性能耐火耐候钢的焊接试验

对武汉钢铁(集团)公司(以下简称武钢)研制的高性能耐火耐候建筑用钢wgj510c2的力学性能、焊接性能、耐火性能、耐候性能及其典型应用进行了研究。试验结果表明:该钢具有优良的综合力学性能,在600℃温度下的屈服强度均高于其室温下屈服强度的2/3,完全满足建筑结构用钢耐火安全性的强度许用指标;具有低的焊接冷裂纹敏感性,能承受大线能量(50～100kj/cm)焊接;裸钢的耐火极限比q235钢高出44%左右,在考虑建筑设计一级防火标准时,使用该钢可比使用q235钢节省薄型防火涂料36.5%～50%,节省厚型防火涂料26%;经过1800h加速循环腐蚀以后,该钢的腐蚀率与q235钢和q345钢相比分别减少20%和29%;经过武汉10个月大气曝晒试验的结果也表明,该钢的耐候性能也明显优于q235钢和q345钢。该钢在大型建筑应用中的实际效果良好。

利用光学显微镜和透射电子显微镜对不同热处理工艺制度下高性能耐火耐候建筑用钢的显微组织进行了观察和分析。结果表明:热轧态50mm厚的高性能耐火耐候建筑用钢在910～940℃范围内正火,经600～700℃温度回火后,能获得铁素体、低碳贝氏体并含有少量m/a岛的组织,在低碳贝氏体边界上形成的细小稳定合金碳化物,有利于该钢在高温状态下的组织稳定及耐火性能的提高。

耐火耐候钢在本工程中的应用——耐火耐候性能是指钢材的耐高温、耐恶劣天气、耐腐蚀强度。高性能耐火耐候钢是先进国家竞相开发的一种有广泛用途的特殊钢材，在高层、超高层、大跨度、轻钢轻板建筑的防火、抗震、抗腐蚀等方面，均表现出良好的性能。现在，欧美、...

介绍了近年来耐火耐候钢在我国建筑业的开发现状和工程应用,并对这类钢材的耐火耐候性能和生产机理进行了分析。试验研究表明:混合组织,尤其是细小、弥散分布的m-a组织,合金元素mo等的固溶强化作用和高温下mc,mo2c的析出强化作用,是耐火钢获得良好高温性能的主要原因。在碳素钢中加入cu,cr,mo和ti等微合金元素,就可形成耐候钢。

针对q500qe高性能钢两种典型焊接接头,包括对接焊缝和横向角接焊缝,设计疲劳试件。其中对接焊试件包括两种形式,分别为板厚56mm和8mm的对接焊试件;横向角接焊缝试件的主板厚56mm、附连件厚20mm。对三组试件进行了有限元分析,掌握了试件的应力分布状况及薄弱环节,验证了试件设计的合理性。随后针对三组试件展开了疲劳试验,掌握了不同类型焊接接头的破坏位置及破坏形式。根据试验结果拟合出了三组试件的s-n曲线,并与普通钢的疲劳性能进行比较,表明q500qe高性能钢的这两种典型焊接接头的疲劳强度略高于普通钢。采用目前规范规定的疲劳强度容许值进行抗疲劳设计是合理可行的,并且具有足够的安全余量。

针对q500qe高性能钢两种典型焊接接头,包括对接焊缝和横向角接焊缝,设计疲劳试件。其中对接焊试件包括两种形式,分别为板厚56mm和8mm的对接焊试件;横向角接焊缝试件的主板厚56mm、附连件厚20mm。对三组试件进行了有限元分析,掌握了试件的应力分布状况及薄弱环节,验证了试件设计的合理性。随后针对三组试件展开了疲劳试验,掌握了不同类型焊接接头的破坏位置及破坏形式。根据试验结果拟合出了三组试件的s-n曲线,并与普通钢的疲劳性能进行比较,表明q500qe高性能钢的这两种典型焊接接头的疲劳强度略高于普通钢。采用目前规范规定的疲劳强度容许值进行抗疲劳设计是合理可行的,并且具有足够的安全余量。

对大线能量焊接耐火耐候建筑用钢wgj510c2的力学性能、焊接性能及其典型应用进行了研究。试验结果表明:该钢具有优良的综合力学性能,在600℃温度下的屈服强度均高于其室温下屈服强度的2/3,完全满足建筑结构用钢耐火安全性的强度许用指标;该钢具有低的焊接冷裂纹敏感性,能承受大线能量(50～100kj/cm)焊接;该钢在大型建筑应用中的实际效果良好。

为了进一步研究耐火钢的性能,通过添加mo、w、nb等合金元素并进行了相应试验与测试,研究了各种合金元素对耐火钢性能的影响,开发出了含mo、w合金的耐火钢材料。结果表明,mo、w的加入可明显提高建筑用钢的力学性能与高温耐火性,降低冲击韧性及屈强比;当mo含量为0.3%左右的样品以及w含量为0.21%的样品强韧匹配效果较佳。

对工业试制耐火h型钢的力学性能和微观组织进行了研究。分析了回火温度及时间对微观组织的影响,探讨了耐火钢的高温强化机理。结果表明,建筑用耐火h型钢在室温时的显微组织为多边形铁素体、少量珠光体和少量马氏体的混合组织,细小、弥散分布的马氏体组织是建筑用耐火h型钢保持良好高温性能的一个主要原因。高温下良好的组织稳定性有利于提高耐火h型钢的高温性能。thermocalc热力学软件计算结果表明,mn、mo、cr等合金元素能大量固溶在渗碳体中,形成合金渗碳体,有利于阻止高温回火组织粗化,保持良好的高温性能。

以含nb、ti等微合金元素的建筑用耐火钢为对象,在试验室研究了控轧控冷过程中各工艺参数与显微组织和力学性能的关系,并通过参数调整,制定了合理的控轧控冷工艺制度,为工业生产提供了依据。

对攀钢研制的345mpa级耐火钢及q345对比钢制成焊接h型钢后进行不喷涮防火涂层耐火试验。经计算钢件载荷后按gb/j9978-1999标准进行耐火试验,结果表明耐火钢耐火极限高于普通钢100%以上,具有明显的耐火稳定性。另外,对耐火钢的耐火机理进行了说明。

建筑用大线能量焊接高强度厚钢板的开发

以智能耐火钢q420fre为研究对象,采用gleeble3800热模拟试验机对其焊接热影响区组织转变及焊接性进行研究,并对40、60mm厚的q420fre钢板进行了斜y坡口焊接裂纹试验。结果表明,q420fre智能型耐火钢,在较大的冷却速度范围内(3~600s),组织主要为粒状贝氏体,硬度值hv_(0.2)186.7~207.4,变化不大。在较大的线能量输入焊接,焊接热影响区粗晶区组织稳定,性能稳定。40、60mm的q420fre钢板采用bhg-2焊丝气体保护焊,防止焊接冷裂纹产生的预热温度分别为50、75℃。

利用锈层稳定化处理的耐候钢焊接接头,进行了大气曝晒(喷淋)加速试验,结果证明:经表面复合处理剂处理后的q450nqr1耐候钢,腐蚀率显著降低,不仅提高了耐蚀性,而且也提高了抗局部腐蚀能力。经表面复合处理剂处理的焊接接头与非焊接样的腐蚀试验结果没有差别,说明表面复合处理剂适用于焊接接头的锈层稳定化处理。

利用周期浸润循环腐蚀实验,结合扫描电镜以及电化学分析等手段,研究了不同耐候指数的焊接材料对耐候钢焊接接头耐腐蚀性能的影响.结果表明,采用普通焊接材料焊接得到的焊接接头锈层厚度不均匀,焊接接头处局部腐蚀严重.采用与母材耐候指数相近的焊接材料焊接得到的焊接接头锈层区分为内锈层和外锈层,内锈层致密且存在大量cr元素,焊接接头与母材发生均匀腐蚀.

针对鞍钢股份有限公司为建造lng低温储罐生产的9%ni钢板,根据确定的焊接工艺和焊接工艺参数,研究了焊接接头的拉伸、冷弯、冲击性能、无塑性转变温度和断裂韧度等各项力学性能,结果表明,9%ni钢焊接接头可满足lng大型储罐的设计要求。

储罐用07MnNiVR钢焊接接头力学性能试验

法国一家公司推出一种不透明、坚固、层叠式建筑材料,它用玻璃纤维增强酚醛树酯制成,单面或双面上有一层200～250微米厚的凝胶漆保护层。此材料有1.5～2.5毫米厚,重量为2.2～3.9公斤/平方米,容易钻孔

建筑高性能耐火耐候用钢填补空白

英国某测试认证机构近期为澳大利亚提供了一款新型耐火性能试验能炉。该耐火性能试验炉获得了澳大利亚国家检测机构协会(nata)、墨尔本耐火性能实验室与消防安全顾问办公室的认证。该炉为澳大利亚第一台耐火性能试验炉,适用于全尺寸试验,炉容量大,可测试水平结构与垂直结构样本的耐火性能。

英国某测试认证机构近期为澳大利亚提供了一款新型耐火性能试验能炉。该耐火性能试验炉获得了澳大利亚国家检测机构协会（nata）、墨尔本耐火性能实验室与消防安全顾问办公室的认证。该炉为澳大利亚第一台耐火性能试验炉，适用于全尺寸试验，炉容量大，可测试水平结构与垂直结构样本的耐火性能。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsr