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1995年刘振宇和王昭东等人通过应用神经网络来预报热轧带钢的组织与性能。该系统以分析和描述钢材的组织与性能关系的诸多强韧化机制为基础,进而建立起热轧带钢的组织与性能、热轧生产工艺参数与性能之间的神经网络模型,该神经网络模型能够准确预报钢材强度、韧性和硬度等多个指标,能够大大的克服经验公式存在的缺点。
宝钢和东北大学通过采用人工智能的方法已经能够对低合金钢的力学性能进行预报,并即将投入到生产当中;此外,北京科技大学以及东北大学等研究机构在神经网络等方面也开展了相关的模拟研究工作。
盘螺属于螺纹钢,它是一种应用非常广的建材用钢,由于具有良好的韧性和焊接性等综合性能,现阶段广泛用于钢筋混凝土建筑结构。盘螺钢带肋的外形通常有3中,包括螺旋形、人字形和月牙形,在我国标准GB1499.2~2007中规定带肋钢筋使用月牙形肋。通常国际上按照强度级别对钢筋进行分类,其中英国和美国标准主要为460MPa级,我国GB1499.2~2007标准中对335MPa、400MPa和500Mpa级别的钢筋技术要求都有明确规定,将强度大于400MPa的钢筋称为高强度钢筋。为使建筑物具有更好的性能,高强度盘螺钢的使用量在不断增加,大批企业纷纷开始投入到HRB500钢筋的研制当中,其中部分企业长期批量按英国、加拿大、日本、美国新加坡等国的相应标准生产和出口460MPa级钢筋。国内外通常采用微合金化、余热处理和细化晶粒等新技术来实现进一步提高钢筋的强度级别的目的在保证结构性能的同时,使用400MPa以上强度级别的钢筋,能够节约大量钢材大大降低成本,具有极大的应用前景。钢筋混凝土建筑结构在目前乃至未来很长一段时间仍将占据较大比重,高强度盘螺钢在我国建筑行业中仍将是重要建筑用钢。
一些高层建筑、立交桥、大跨度的厂房、地下管桩等需要强度更高的热轧钢筋,如590MPa级热轧钢筋,其塑性和冷弯要求比照GB1499中的Ⅳ级钢筋,而强度要求更高。具体性能要求是d10~25mm规格,屈服强度不小于590MPa、抗拉强度不小于885MPa伸长率不小于10%,冷弯90°、D=5A合格。可采用45 SiMn v、45Si2Cr等钢号试制。
高强度热轧小规格螺纹钢筋是值得关注的品种。在混凝土结构用钢筋中,约有1/5~1/4是直径小于12mm的细直径钢筋,主要用作板、墙类构件的受力钢筋及梁、柱构件中的箍筋,也大量用作架立筋、分布筋、构造筋。通过微合金化和控冷技术,可研制抗拉强度级别更高的800~1170MPa级6~12mm热轧带肋钢筋盘条,取代目前800~1170MPa级冷轧带肋钢筋盘条使用。优点是塑性好、黏着力好、减少了冷轧工序。但还需做配套的产品和设计标准制定和修改工作。早在20世纪70年代联邦德国就开发出了850MPa以上级高强度精轧螺纹钢筋并获专利杈,后被美、日、英等引进,20世纪80年代大力发展,广泛用于特大型建筑、框架结构、桥涵等工程。885MPa级高强度精轧螺纹钢筋具体性能要求是,屈服强度不小于850MPa、抗拉强度不小于1080MHPa、伸长率不小于10%;也有用户提出按美C国 ASTMA72295DE要求,屈服强度不小于830MPa、抗拉强度不小于1035MPa、伸长率不小于7%,冷弯90°、D=8A合格。生产时需同时采用微合金化技术和余热处理技术。
矿山用无纵肋热轧左旋带肋钢筋是为了满足矿山建设需要而研制的一种钢筋,钢筋的横肋旋向采用左旋,钢筋外形、尺寸及允许偏差要求更严。目前常用的屈服强度级别为335MPa,其试制的性能指标参照HRB35钢筋,可研制并推广应用屈服强度级别为400MPa的或更高强度级别的钢筋。
随着科学技术的发展,环境保护给工程材料提出了更高的要求,所以钢筋的耐腐蚀性能已成为工业化的主要研究课题,提高钢筋的使用寿命的各种耐腐蚀钢筋、耐候钢筋正在不断得到应用。需通过加入耐腐蚀元素或采用涂层、阻锈剂等,研制、生产不同强度级别的耐候钢筋和在特殊场合使用的耐腐蚀钢筋。
螺纹钢生产主要的工艺流程如下:高炉铁水→转炉(电炉)一精炼→方坯连铸→定尺切割→入库→轧钢加热炉→棒材轧机→控轧控冷→冷床→定尺剪切→收集打捆→称重→挂牌入库。
抗拉强度是用来表征材料在发生大均匀塑性变形时所能承受的力,当材料所承受的力未达到大拉应力之前,发生的是均匀一致的变形,当所承受的力大于大拉应力之后,金属便会出现缩颈现象,也就是产生集中变形;它一方面反映了材料的断裂抗力,另一方面表示在静拉伸条件作用下材料的大承载能力,材料能够承受的大载荷就是抗拉强度Rm所对应的外载荷。我国规定hRB400E盘螺钢筋的抗拉强度Rm≥540MPa,hRB500E盘螺钢筋的抗拉强度Rm≥630MPa。
延伸率不足
延伸率包括总延伸率和均匀延伸率,总延伸率是指拉伸试样在拉断之前的延伸率,均匀延伸率是指产生不均匀变形之前的延伸率。通常材料的塑性变形程度与延伸率有直接的关系,延伸率越大则材料的塑性变形程度也越大,材料就具有较好的加工和成型性。一般材料的成型都在其均匀变形范围内进行的,因此材料成型的极限变形程度直接受均匀延伸率的影响。我国规定HRB00E和HRB500E盘螺钢的均匀延伸率Agt≥9%。
强屈比不足
强屈比是用来衡量盘螺钢抗震性能的重要指标,通常用钢筋的抗拉强度实测值(Rm实)与屈服强度实测值(Rel实的比值(即Rm实el实)来表示,它反映了钢筋的强度储备。常用于确保纵向钢筋具有一定的延性,当构件局部出现塑性铰后,塑性铰处便会有充足的转动能力和耗能能力我国规定HRB400E和HRB500E盘螺钢的强屈比Rm实/Rel实≥1.25。但当结构构件有延性要求时,钢筋的强屈比也并非越大越好,否则将会导致预期屈服构件因承载力过高而无法实现其预期的延性屈服机制。
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