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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。
脆性断裂特点:(1)高强度和低强度钢都有可能会出现脆性断裂,发生脆性断裂时材料的工作应力一般低于其屈服点或者设计时的许用应力时,通常认为材料处于该条件下工作是的,但却出现脆性断裂的现象,因此脆性断裂也被称作“低应力脆性断裂”;(2)中强度和低强度钢在较低温度下也可能会出现脆断,因此有时也将脆性断裂称作“低温脆断”,随着温度的降低,面心立方金属较体心立方金属塑性下降的更快些;(3)金属构件发生脆性断裂的裂纹源是由金属内部存在裂纹所引起的,内部裂纹是导致构件失效的重要因素,脆性断裂通常无明显预兆、难查觉、宏观变形量小发生突然;(4)金属材料的脆性断裂事故往往发生在体心立方及密排立方中,而面心立方金属一般很少会出现脆断(5)解理是一种低能断裂,在正应力的作用下通常会破坏原子间的键合,脆性断裂一般会沿着较低指数的晶面穿晶解理,由于密排面之间有很大的间隙,并且其键合力结合弱,因此解理面一般会出现在原子密排面。
Stroh认为:位错沿着滑移面移动当遇到晶界或第二相颗粒这样的阻碍物时发生塞积便会引起应力集中,裂纹的出现符合 Cottrell认为微裂纹往往出现在位错易聚集的滑移面交汇处[27]。
脆性断裂必定存在微裂纹核,但其决定性因素是裂纹的扩展速度,当成核后的裂纹以高速扩展时才会出现脆断,因此脆性断裂的发生除了要满足 Griffith一Qrowan能量方程外,还需要使裂纹具有一定的速度扩展。
在断裂前有显著的塑性变形产生时被称作韧性断裂,韧性断裂金属材料的几何尺寸也会出现明显的变化。将同一材料断裂后的两部分金属断面进行对接时,断口因几何尺寸有所变化而不能很紧密地相吻合,断面通常为纤维状分布且呈暗灰色。对断口进行微观上观察,会发现断口存在明显的范性流变特征。
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