[00368983]高强钢低屈强比的形成机理及实验研究

钢结构建筑自50年代从欧洲兴起以来，因具有多方面的优势，其代替钢筋混凝土结构已成为高层建筑的发展趋势。在日本，钢结构已达到总建筑面积的40%以上，美国、西欧新建的工业与民用建筑也以钢结构为主。钢结构建筑之所以得到快速发展，这是由于它具有结构轻、空间大、可工业化生产、缩短工期和节能等优点，特别在日本阪神大地震中钢结构的抗震性能得到了充分的体现。根据日本阪神大地震资料，钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。钢结构建筑之所以具有好的抗震性能是由于钢具有加工硬化的能力，其中，屈强比是衡量钢的加工硬化能力的一个重要参数。欧洲建筑钢要求屈强比小于0.91，而日本要求建筑钢屈强比小于0.80。我国钢结构建筑刚刚起步，对低屈强比钢的研究还比较少，需要在此方面进行深入的研究。针对这一课题，在江苏省高校自然科学基金的支持下，徐州工程学院与东北大学联合攻关，进行高强钢低屈强比的形成机理研究。其目的是为工业化生产高强度、低成本的抗震建筑钢提供理论和实验根据。围绕这一课题，采用实验室热轧实验、物理模拟技术和理论分析相结合的方法开展以下工作：(1)在实验室中频感应电炉进行不同化学成分钢的冶炼，并采用控轧控冷工艺在双辊可逆轧机上进行热轧实验。(2)通过热轧实验和热模拟实验，研究钢中的元素、显微组织对屈强比的影响。(3)研究不同的加热温度、终轧温度、冷却速度、终冷温度等工艺参数对屈强比的影响。(4)得出了化学成分、晶粒尺寸、珠光体／贝氏体含量以及M/A岛颗粒对屈强比的影响，并且根据实验数据回归出屈服、抗拉强度的计算公式。(5)从理论上分析低屈强比形成机制。该研究成果不仅在理论上诠释了低屈强比的形成机制，而且这对我国低屈强比钢的生产具有重要的指导作用。河南安阳钢铁公司就是应用该理论成功地开发出700MPa级低屈强比钢板，并取得了显著的经济效益，2008年获得河南省科技进步二等奖。另外，基于该理论而申请的国家发明专利“一种建筑用低屈强比耐火耐候钢的制造方法”已经获得国家批准（专利号：ZL03133872.0）。可见，该研究成果具有广阔的应用前景。