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合金结构钢(GB3077-88):合金结构钢简称合结钢,它是在优质碳素结构钢的基础上,适当地加人一种或数种合金示素(总含量不超过5%)而制成的钢种。合金元素主要用来提高钢的淬透性,通过适当的热处理可以使钢获得较高的强度和韧性,合金结构钢在一定程度上能使零件在整个截面上.获得比较均匀的较高的综合性能,这对钢材使用是极有现实意义的。因此合金结构钢常用于制造尺寸较大,形状较复杂、用碳结钢难于满足性能要求的各种零件。
合金结构钢根据其化学成分(主要是含碳量)、使用时的热处理工艺和用途的不同,大致可以分为为渗碳钢、调质钢和氮化钢三类。渗碳钢也称表硬化钢,主要是低碳合结钢(含碳量≤0.25%),用这类钢制成的零配件,大都经过表面热处理(渗碳或氰化),淬火并低温回火,可以获得很硬的表面层(HRV60以上),而心部仍具有良好的韧性,使零部件既耐磨,又能承受较高交变载荷或冲击载荷,常用来制造齿轮、轴等。
调质钢含碳量一般在0.25%以上,属于中碳台结钢。所制成的零部件经淬火及高温回火的调质处理后,可以获得配合很好的高强度和良好的韧性,即且有良好的综合力学性能,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆、紧固件等。
氮化钢是含铝的中碳合结钢,所制成的零部件需先经过调质或表面火焰淬火,高频淬火处理、获得所需要的力学性能,再经过终切削精加工,然后进行氮化处理、以进一步增加其表面硬度和耐磨性。常用的氮化钢是38CrMoA1钢。可制造高耐磨性、高疲劳强度、高尺寸精密度的氮化零件,如高压阀门、撑床撑杆、磨床主轴等。
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。
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