熱軋H型鋼的低周疲勞及抗震性能研究.pdf

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

2、性能的影響，并結合金相組織觀察、疲勞斷口觀察和透射電鏡觀察，對試驗鋼的低周疲勞性能進行了綜合分析。
　　 試驗結果顯示：現行生產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，試驗鋼對應變時效較敏感。通過調整合金成分，采用V+Nb復合微合金化，用VFe代替VN，設計了上下限兩種合金成分，通過實驗室模擬熱軋H型鋼翼緣軋制，進行低周疲勞試驗，結果表明，

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，試驗鋼應變時效不敏感。
　　 采用優(yōu)化的合金成分煉鋼，通過正交設計，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，試驗鋼的循環(huán)韌度越高；由于終軋溫度不一樣，相應的待溫時間也不一樣，低的終軋溫度，待溫時間較長，在待溫過程中，可

4、能發(fā)生奧氏體晶粒的再結晶和長大現象。因此，終軋溫度對試驗結果的影響沒有充分體現出來。結合實際生產情況，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，疲勞微裂紋不僅在試樣表面處形核，同時也在試樣內部雜質處形核，然后通過不斷的擴展形成微裂紋，許多微裂紋通過擴展連接形成宏觀裂紋，最終導