钢材在低温、中温、高温下,性能不同

3.3.1 温度

不同用途的压力容器的工作温度不同。

钢材在低温、中温、高温下，性能不同。高温下，钢材性能往往与作用时间有关。

介绍几种情况的影响:

一、短期静载下温度对钢材力学性能的影响

1、高温下

在温度较高时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点

来决定许用应力是不够的，一般还应考虑设计温度下材

料的屈服点。

2、低温下

随着温度降低，碳素钢和低合金钢的强度提高，而韧性

降低。当温度低于20℃时，钢材可采用20℃时的许用应

力。

韧脆性转变温度——（或脆性转变温度）

当温度低于某一界限时，钢的冲击吸收功大幅度地下

降，从韧性状态变为脆性状态。这一温度常被称为韧脆

性转变温度或脆性转变温度。

图3-3 温度对低碳钢力学性能

的影响

(图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线)

低温变脆的金属：具有体心立方晶格的金属如碳素钢和低合金钢。

低温仍有很高韧性的金属：面心立方晶格材料如铜、铝和奥氏体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很小，在很低的温度下仍具有高的韧性。

二、高温、长期静载下钢材性能

蠕变现象：在高温和恒定载荷的作用下，金属材料会产生随时间而发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。

一定的应力作用下，碳素钢（>420度）合金钢(>400-500度)时发生蠕变。

蠕变的危害:蠕变的结果是使压力容器材料产生蠕变脆化、应力松弛、蠕变变形和蠕变断裂。因此,高温压力容器设计时应采取措施防止蠕变破坏发生。

1、蠕变曲线

蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变，

加速蠕变。

oa线段——试样加载后的瞬时应变。

a点以后的线段——从a点开始随时间增

长而产生的应变才属于蠕变。蠕变曲线上

任一点的斜率表示该点的蠕变速率。

ab为蠕变的第一阶段:

即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的

增长而逐渐降低，因此也称为蠕变的减速

阶段。

bc为蠕变的第二阶段: 图3-5 蠕变应变与时间的关系

在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进行

变形，故也称为蠕变的恒速阶段。

cd为蠕变的第三阶段:

在这阶段里蠕变速度不断增加，直至断

裂。

对于同一材料，改变温度或改变应力，蠕变曲线都会不同：

▲当应力较小或温度很低时，第二阶段的持续时间长，甚至无第三阶段；

▲相反，当应力较大或温度较高时，第二阶段持续时间短，甚至完全消失。

2、蠕变极限与持久强度a、蠕变极限——是高温长期载荷作用下，材料对变形的抗力。

蠕变极限表示法:★在给定温度下，使试样产生规定的第二阶段蠕变速率的应力值。

★在给定温度和规定时间内，使试样产生一定量的蠕变总伸长率的应力值（常用）

b、持久强度——在给定的温度下，经过一定时间后发生断裂时构件所能承受的最大应力。

◇考虑蠕变极限和持久强度的场合：

a.蠕变极限适用于在高温运行中要严格控制变形的零件的设计，如涡轮叶片

b.高温压力容器设计中，不仅要防止过大的变形，而且要确保在规定条件下不会蠕变断裂，往往同时用蠕变极限和持久强度来确定许用应力。（蠕变极限常用第二种表示法，且一般规定时间为105h，总伸长率为1%；确定持久强度的时间为105h。）

温度和应力对蠕变断裂形式有显著的影响

◎在高应力、较低的温度时，断裂后伸长率较高，断口呈韧性形态；

◎而在应力低、温度高时，断裂前塑性变形小，断裂呈脆性，断后伸长率较低，缩颈很小,在晶体内部常发现大量的细小裂纹。

松弛:在常温下工作的零件，在发生弹性变形后，如果变形总量保持不变，则零件内的应力将保持不变。但在高温和应力作用下，随着时间的增长，如果变形总量保持不变，因蠕变而逐渐增加的塑性变形将逐步代替原来的弹性变形，从而使零件内的应力逐渐降低，这种现象称为松驰。

如高温压力容器中的连接螺栓，可能因松弛而引起容器泄漏。

三、高温下材料性能的劣化在高温下长期工作的钢材性能的劣化主要有：

1.蠕变脆化（前面已经讲了）

2.珠光体球化

危害：使材料的屈服点、抗拉强度、冲击韧性、蠕变极限和持久极限下降。

例如，中度球化会使碳素钢常温强度下降10%-15%;严重球化时下20%-30%。已发生球化的钢材可采用热处理的方法使之恢复原来的组织。

3.石墨化

危害：使金属发生脆化，强度和塑性降低，冲击值降低得更多。

产生环境：石墨现象只出现在一定的高温范围。对碳素钢和碳锰钢，当在温度425oC以上长期工作时都有可能发生石墨化。温度升高，使石墨化加剧，但温度过高，非但不出现石墨化现象，反而使己生成的石墨与铁化合成渗碳体。

预防：要阻止石墨化现象，可在钢中加入与碳结合能力强的合金元素，如铬、鈦、钒等，但硅、铝、镍等却起促进石墨化的作用。

4.回火脆化

高温临氢设备常使用的12Cr1MoV等铬钼钢，长期在325-575oC下使用，或者从此温度范围缓慢冷却，脆性转变温度会升高，韧性降低，这种现象称为回火脆化。

研究表明：影响2.25Cr-1Mo钢回火脆化的主要因素为化学成分和热处理条件。P、Sb、Sn和As等杂质元素越多，奥氏体化温度越高，2.25Cr-1Mo钢对回火脆化越敏感。

5.氢腐蚀和氢脆

氢能引起材料多种类型的性质劣化，但加氢反应器等压力容器中常见的是氢腐蚀和氢脆。

a.氢腐蚀是指高温高压下氢与钢中的碳形成甲烷的化学反应，又称为氢蚀。

氢腐蚀有两种形式：(导致裂纹)

◆一是和钢表面的碳化合生成甲烷，引起钢表面脱碳，使力学性能恶化；

◆二是渗透到钢内部，与渗碳体反应生成甲烷。

影响氢腐蚀的因素主要有：温度、氢分压、时间、合金成分、应力等。

●一般情况下，碳素钢在200℃以上的高压氢环境中才会发生氢腐蚀。钢中加入铬、钒、钛、钨等能形成稳定碳化物的元素含量，可提高钢抗氢腐蚀的能力。奥氏体不锈钢可以很好地抵抗氢腐蚀。

●目前，一般按照Neson曲线选用抗氢用钢。根据该曲线，碳素钢在氢分压小于3.45MPa 时，允许的使用温度约为250℃; 1.25Cr-0.5Mo钢在氢分压小于6.9MPa时的允许使用温度大约为520℃。

b.氢脆指钢因吸收氢而导致韧性下降的现象。

氢的来源:内部氢，指钢在冶炼、焊接、酸洗等过程中吸收的氢；外部氢，指钢在氢环境中使用时所吸收的氢。

在高温、高氢分压环境下工作的压力容器，在停车时，应先降压，保温消氢（200℃以上）后，再降至常温。切不可先降温后降压。

除以上4种劣化外，还要注意：◆钢材长时间在高温下，还会发生合金元素在固溶体和碳化物相之间的重新分配，那些对固溶体起强化作用的合金元素，如铬、钼、锰等，都会不断脱溶，从而使材料高温强度下降。

◆除低温、高温外，中子辐照也会引起材料辐照脆化。

◆在设计阶段，预测材料性能是否会在使用中劣化，并采取有效的防范措施，对提高压力容器的安全性具有重要意义。

钢铁的物理力学性能和机械性能表

钢铁的物理力学性能和机械性能表 2007-9-22 11:04 钢铁的物理力学性能和机械性能表 钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等. 单独作用下所显示的各种机械性能。钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能； 通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能； 通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。 1.屈服点(σs) 钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2) 2.屈服强度(σ0.2) 有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3.抗拉强度(σb) 材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σ b= Pb/Fo (MPa)。 4.伸长率(δs) 材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5.屈强比(σs/σb) 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为 0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维

常用钢材型号及性能特性

常用钢材型号及性能特性，很实用的参考资料 2015-10-11 STAVAX ESR－优质不锈模具钢 经典模具钢Stavax ESR是优质不锈工模具钢。具有良好的耐腐蚀性优异的抛光性能、良好的耐磨性、良好的切削加工性能、良好的淬火稳定性，这些综合特性保证了钢材的出色性能。对于超耐腐蚀的塑料模具而言，其实际效益在于能大大降低模具维修费用，降低生产成本。这是由于型腔表面在超长的运行时间内仍可保持原有的光洁度，同时其杰出的耐腐蚀、热传导特性也保证了产品生产周期。Stavax ESR采用电渣重熔（ESR）技术，大大降低了杂质含量。VIKING－高合金工具钢 良好的热处理尺寸稳定性，良好的机加工，综合了极佳的韧性和较好的耐磨性。应用于精冲模、切边模、深拉模、冷锻模等。 718HH－高抛光预硬精密塑胶模具钢 为真空熔炼之铬-镍-钼合金钢，改良的预硬塑胶模具钢，出厂前已经过淬硬及回火处理，无淬裂和热处理变形风险，无需热处理，可施以氮化及火焰硬化处理，以增进模具的表面硬度及耐磨性。非常优良的抛光性能和改良的耐磨性能。用于热塑性材料注塑模具和挤出模具，高表面光洁度之塑胶制品模具、吹塑模、成形模，结构部件，轴类。 8407－高级热作工具钢 是铬、钼、钒合金工具钢，采用特殊炼钢技术和严密质量控制得到的纯度高且组织微细的钢材，8407的等向性（各向同性）要比一般传统炼制度H13更佳。这对于模具的抗机械疲劳及热应力疲劳性能更具价值，如压铸模具、锻造模具及挤型模具等。因此采用8407的模具硬度可比普通H13提高1－2HRC而不会牺牲韧性。硬度高可以减缓热龟裂的发生，提高模具寿命。用于各种金属压铸模具，挤压模具，高品质要求塑胶模具。 STAVAXESR-S136－高耐磨抗腐蚀预硬镜面钢 为高级不绣工具钢。优良的耐腐蚀性、抛旋光性、耐磨性、机械加工性，电火花加工可以获得超镜面加工效果及高品质表面，淬火时具有优良的稳定性。模具长期使用后，模穴表面仍然维持原先的光滑状态。模具在潮湿的环境下操作或存放时、不需要特别的保护。被推荐用于高抛光要求注塑模具和腐蚀性塑胶模具。 8402－优质热作工具钢 高、低温均有良好的耐磨性，优良的韧性和延展性，稳定且优良的及加工性和抛旋光性，优良的高温强度和抗热疲劳性，优良的淬透性，很小的热处理尺寸变形。用于金属热锻模具，铝挤压模具，塑胶模具，铝压铸模具等。 ASP23－高耐磨高韧性粉末高速钢 是铬钼钒粉末钢，高耐磨性（抗磨粒磨损），高抗压强度，非常好的淬透性，韧性好，热处理的尺寸稳定性好，抗回火软化性好。ASP-23特别适合于薄的被加工材的下料及成形，或模具失效是因为混合磨粒磨损及粘着磨损，或知识磨粒磨损，而且表面产生塑性变形的危险性也高者。例如中碳钢或高碳钢的下料、冲切已硬化钢板或冷轧钢带、含有玻璃纤维的塑胶模。 XW-42－高级高耐磨冷作工具钢 是一种含钼、钒的高碳、高铬合金工具钢。耐磨性与韧性兼备，优良的淬火性能，常被推荐用作需要很好耐磨性和适当韧性（抗冲击）的模具。比如：精密五金模具，半导体模具，精密零部件等。 NAK80－预硬镜面精密塑胶模具钢

钢的力学性能

冷轧学习资料（轧机车间） 钢的力学性能 1拉力试验 按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。 1．1强度 金属材料在外力作用下，抵抗变形和断裂的能力叫强度。强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。 1．2比例极限 对金属施加拉力，金属存在着力与变形成直线比例的阶段，而这个阶段的最大极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限，用σ P表示。 1．3弹性极限 金属受外力作用发生了变形，外力去掉后，能完全恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限，用σe表示。 1．4抗拉强度 试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗拉强度，用σb表示。当材料所受的外应力大于其抗拉强度时，将会发生断裂。因此σb越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。 国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类，如SS400，其中400即表示σb的最小值为400MPa 超高强度钢是指σb≥1373 Mpa的钢。 1．5屈强比 屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，则该材料的强度愈高，屈强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。 弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（σS/σb≥0.90）此外疲劳寿命与抗拉强度及表面质量往往有很大关连。 1．6塑性 金属材料在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。塑性指标通常伸长率和断面收缩率表示。伸长率与断面收缩率越高，则塑性越好。 8、冲击韧性 用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击韧性以αk表示。 目前常用的10×10×55mm，带2 mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因为单位面积上的冲击功并无实际意义。 冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温度有关。因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少、还规定FATT（断口面积转化温度）要低于某一温度的技术条件。所谓FATT，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸冲击试样（5×10×55mm）。但是一定要注意，同规格及同一温

各类钢材及其分类

各类钢材及其分类 各种不同类型的钢用在工业建设工程可分为编码系统与汽车工程学会/倡议是美国一般的四位数ABXX地点： A和B -号码确定的关键因素，合金钢材，其内容中的数据量的百分比。 第XX号-表示的百分比重量碳钢乘以100 。 这意味着钢铁确定为1045年包含0.45 ％重量的碳的化学成分。 当信乙之间出现的前两个和最后两个数字表明，该钢的硼含量至少0.0005 ％的重量（硼，如钢在非常低的水平，有利于回火钢，增加阻力）。 当碳含量超过1 ％，该系统允许使用5位数。银钢，主要用于生产环，球和滚子轴承，它提供了一种高硬度，是编码为52100的是， 1.5 ％Cr和1 ％的碳。

编码系统标准（标准电磁10027-1 ） 铬，钴，锰，镍，硅宽4 策，氮，磷，硫100 解释代码标准 这一数字是100倍的碳含量指定。它的特点是使用的化学元素符号，表明元素的特点是有着联系的钢铁问题。序列的符号应降序排列的内容，当值的内容是相同的两个或两个以上的内容，相应的符号必须按字母顺序排列。 每个数字代表，分别平均比例的因素表明，乘以因素所提供的编码表汽车工程学会和四舍五入至最接近的整数，数字，是指不同的内容应该分开连字号。 因此：37CrS4钢-这钢碳0.37 ％，0.90 ％的铬（ 4 × 0.90 = 3.60 ％，四舍五入= 4 ）除硫。 标准/类型的应用程序 1629年- 1月61无关钢无缝管

1654年- 3月80钢螺丝 17115 - 8月72焊接钢链 17155 - 1月59钢锅炉 17210 - 12月69钢铁，水泥 17212 - 8月72钢的淬火火焰或诱导 17222 - 8月79冷轧钢板的弹簧 17230 -设为80轴承钢 影响因素，力学性能 增加硬度X X X X 降低dutilidade X X X Desoxidante X X X 增加耐腐蚀性X 提高耐磨性X 酒吧：直线

第二节 钢筋的主要力学性能

第二节钢筋的主要力学性能 一、钢筋的品种和级别 （一）钢筋的品种（分类）（有很多种分类形式） 按化学成分分类： 低碳钢 碳素钢中碳钢随含碳量增加，钢筋强度提高， 高碳钢塑性性能降低。 普通低合金钢：除碳素钢已有的成分外，再加入少量的 硅、锰、钛、钒等合金元素。强度显著 提高，塑性性能更好。 光面钢筋——表面光滑，与混凝土粘结力差。 按外形分类变形钢筋——表面带肋，螺旋纹、人字纹、 月牙纹，与混凝土粘结力高。 热轧钢筋用于钢筋混凝土结构 按生产工艺分类预应力钢丝和钢绞线及热处理钢筋 ——用于预应力混凝土结构 冷加工钢筋——用于预应力混凝土结构三种钢筋、生产工艺不同，见书。 （二）钢筋的级别 1、热轧钢筋：由普通（低碳）碳素钢、低合金钢轧 制而成——软钢

常用热轧钢筋的级别、符号、钢种和形状 性能：随着热轧钢筋级别提高，强度提高，塑性降低。 2、预应力钢丝和钢绞线、热处理钢筋 9~4φφ 用于预应力混凝土结构中P439～440 3、冷加工钢筋 冷拉、冷拔 二、钢筋的强度和变形（通过拉伸试验获得的应力应变曲 线来说明） 应力——应变曲线分两类： 有明显的流幅：热轧钢筋（软钢） 无明显的流幅：高碳钢（硬钢）（预应力钢丝、钢 绞线、热处理钢筋） 设计强度取值依据：（应力） 有明显的流幅钢筋，取其屈服点强度作为设计取值依 据。 无明显的流幅钢筋，取b σ85.0(极限抗拉强度)作为条件 屈服点。

三、钢筋的冷加工（对钢筋进行冷加工，可以提高强度） 1、冷拉 对热轧钢筋进行张拉，张拉应力超过原屈服点， 然后放松，再张拉，屈服强度提高了，但塑性 降低。（伸长率降低） 2、冷拔 将8 φ光面钢筋通过强力拔过直径小的钨合 6φ ~ 金拔丝模孔，塑性变形后，——3，4mm钢丝冷拉：提高抗拉强度（不宜作受压钢筋） 冷拔：同时提高抗拉、抗压强度。 四、混凝土结构对钢筋性能的要求 1、强度 2、塑性 3、可焊性 4、耐火性 5、与混凝土的粘结性 第三节钢筋和混凝土的粘结与锚固 一、粘结的作用和分类 钢筋和混凝土之间的粘结，是保证两者共同工作的前提。 钢筋混凝土结构受力后，若钢筋和混凝土有相对变形（滑移）就会在其交界面上产生剪应力τ，这种剪应力τ称为

钢材的分类和性能

一、钢材相较于其他工程材料的优缺点 优点： 1、强度高、塑性、耐热性、韧性好。 2、材质均匀，工作可靠性高。 3、钢结构制作简便，施工周期短，具有良好的装配性。 4、钢具有可焊性。 5、钢材具有不渗漏性，便于做成密闭结构。 6、钢材更接近于匀质和各向同性体。 缺点： 1、钢材耐腐蚀性差。 2、钢材耐热但不耐火。 3、保温效果差。 4、易产生扭曲。 5、特有的冷桥问题（北方是"冷桥"现象多发的地区，因为冬天北方天气比较寒冷，室内外温度差异较大，冷空气进入房屋后与热空气结合而形成水雾吸附于墙体，便会出现房屋潮湿、霉变的现象）。 二、钢材的分类及特性 1、按化学成分分类：碳素钢、合金钢 碳素钢：①低碳钢（C≤0.25%）；②中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；③高碳钢（C≥0.60%）。合金钢：①低合金钢（合金元素总含量<5%）；②中合金钢（5%≤合金元素总含量≤10%）； ③高合金钢（合金元素总含量>10%）。 2、按用途分类：工程用钢、渗碳钢、碳素工具钢、特殊性能钢 工程用钢：普通碳素结构钢、.低合金结构钢、钢筋钢；渗碳钢：渗氮钢、表面淬火用钢、易切结构钢、冷塑性成形用钢； 碳素工具钢：合金工具钢、高速工具钢； 特殊性能钢：不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金钢、耐磨钢、低温用钢、电工用钢。 3、按冶炼方法分类：按炉种分、按脱氧程度和浇注制度分 按炉种分：①平炉钢（酸性平炉钢、碱性平炉钢）②转炉钢（酸性转炉钢、碱性转炉钢）③电炉钢（电弧炉钢、电渣炉钢、感应炉钢、电子束炉钢） 按脱氧程度和浇注制度分：沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢 4、按断面不同分类：线材、型材、板材、管材 线材：普线、高线、螺纹钢…… 型材：工字钢、槽钢、角钢、方钢、重轨、高工钢、H 型钢 板材：中厚板、容器板、中板、碳结板、锅炉板、低合金板 管材：焊管、不锈钢管、热镀锌管、冷镀锌管、无缝管、螺旋管 5、按品质分类：普通钢、优质钢、高级优质钢 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%） 优质钢（P、S 均≤0.035%） 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）

SUS304不锈钢高温力学性能的物理模拟

304 不锈钢高温力学性能的物理模拟 关小霞田建军杨健 指导教师：杨庆祥胡宏彦博士 燕山大学材料科学与工程学院 摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机对304 不锈钢的高温力学性能进行了物理模拟。对模拟结果中应力-应变曲线进行分析，并结合断口附近组织形貌的观察，得出结论：金属的极限应力随温度升高呈下降趋势；在δ-Fe向γ-Fe转变的某一温度，金属塑性急剧下降；对断口附近金相组织及SEM分析，推测晶界处可能存在着元素偏聚或析出相现象。 关键词：304不锈钢；力学性能；物理模拟 1.前言： 双辊铸轧不锈钢薄带技术是目前冶金及材料领域的前沿技术之一[1]，是直接用钢水制成2-5mm厚薄带的工艺过程。该技术可以大大简化薄带钢的生产流程，降低生产成本，并形成低偏析、超细化的凝固组织，从而使带材具有良好的性能，被公认为钢铁工业的革命性技术[2、3]。但是，不锈钢经铸轧后，薄带表面会形成宏观的裂纹，从而降低不锈钢薄带的力学性能，影响其质量[4-6]。 国内外在双辊铸轧不锈钢薄带技术上已经开展了一些研究工作。文献[7]对比了铸轧铁素体和奥氏体不锈钢薄带；文献[8、9]对铸轧304不锈钢薄带过程中高温铁素体的溶解动力学进行了研究；文献[10]对不锈钢薄带铸轧过程中凝固热参数和组织进行了研究；文献[11-14]对不锈钢薄带铸轧过程中的流场和温度场进行了数值模拟；文献[15]对铸轧304不锈钢薄带的力学性能进行了研究。文献[16]对304不锈钢在加热过程中的高温铁素体形核与长大和夹杂物在固－液界面的聚集进行了原位观察；文献[17]对薄带铸轧溶池液面进行了物理模拟；文献[18]对铸轧不锈钢薄带过程的凝固组织、流场、温度场及热应力场进行了数值模拟。但是，缺少对铸轧不锈钢薄带表面与内部裂纹的生成机理、演变规律以及预防措施方面的研究。 在高温性能物理模拟方面，国内外也有不少研究。文献[19]应用THERMECMASTOR-Z热加工模拟机对奥氏体不锈钢的高温热变形进行了模拟试验；文献[20]利用Gleeble-1500试验机对铸态奥氏体不锈钢在1000-1200℃温度区间进行了热压缩试验；文献[21]从位错理论角度出发，对高钼不锈钢热加工特征与综合流变应力模型进行了研究。但是，对铸轧不锈钢薄带高温力学性能的物理模拟方面的研究却极少。

模具钢材材料常用型号以及特性汇总分享

模具钢材材料常用型号以及特性汇总分享模具的材料选择好不好，直接影响到产品的制造周期，也就是开模数，也会影响到产品的表面处理工艺，有些材料不能做镜面高光处理，有些材料则强度会弱，不适合做插穿的镶件等。 所以，模具材料的选择，也关系到产品设计整个开发周期与质量。 以下为正文： 【一】各国钢材代号 1.美国标准AISI Code: P1-P19：LowCarbon Steel P20-P39：Low Carbon, High Alloy Steel(塑胶模钢) 2XX,3XX,4XX,6XX：Stainless Steel (不锈钢) H1-H19：Chromium base (铬基-热作钢) Wx：Water Hardening Steel Sx：Shock Resisting Steel Ox：OilHardening Steel (油钢)

Ax：AirHardening Steel Dx：High Carbon, High Chromium Steel(铬钢) Mx：Molybdenum base (H.S.S.-高速钢) 2.德国标准DIN Code: 1.2738：Low carbon, high alloy (P20 - 塑胶模钢) 1.2311：Lowcarbon, high alloy (P20 - 塑胶模钢) 1.2312：Lowcarbon, high alloy, free Machine (P20-易切削) 1.2083：StainlessSteel (420 - 抗酸钢) 1.2316：Highperformance stainless Steel (420 - 高抗酸钢) 1.2343：Chromiumbase (铬基-H11 –热作钢) 1.2344：Chromiumbase (铬基-H13 –热作钢) 1.2510：Lowalloy steel (O1-油钢) 1.2379：Highcarbon, high chromium steel (D2 –铬钢) 3.日本标准JIS Code: SxxC：Plain Carbon steel(黃牌- S55C) SUSxx：Stainless Steel (抗酸钢- 420)

钢绞线力学性能表

1、钢绞线镀锌力学性能表

钢绞线中镀锌钢丝力学性能表 钢绞线中镀锌钢丝锌层性能表Property of Zinc Coating of Zinc-Plated Steel Wire in Strand

2、无粘结钢绞线 UNBONDED STRAND WIRE 注：(1) 力学性能应符合PC钢绞线标准要求 (2) 根据不同用途，经双方协议，供应其它强度和直径的预应钢绞线。 Note:(1) Mechanical performance should conform to the specification of PCstranded wire (2) According to different uses,we can supply PC stranded wire with the other tensile strength and diameter through negotiation by both parties. 1x7

注：(1) *指屈服负荷是整根钢绞线破断负荷的85% (2) 根据不同用途，经双方协议，供应其它强度和直径的预应力钢材。 Note: (1) *indicating Yielding Load takes 85% of the breaking load of the whole strand wire (2) As agreed by both Parties, supply prestressing steel of other strength and dimension upon its purpose. 3、预应力混凝土用钢绞线 TYRE BEAD WIRE GB/T5224-2003 ASTMA416/A416M-2002 BS5896-1980 适用于由圆形断面钢丝捻成的做预应力混凝土结构、岩土锚固等用途的钢绞线 Steel strand twisted by round steel wire used for prestressed concrete structure,rock or earth enchorage edc. １×７结构钢绞线尺寸及允许偏差表 钢绞线尺寸及允许偏差表

钢材的力学性能

B 钢材的力学性能 含碳2%以下的铁碳合金称为钢。炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P 、S 、H 、O 、N 等杂质的含量降至允许限量之下。炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧生成CO 气体逸出，其它Si 、P 、Mn 等氧化后进入炉渣中。S 部分进入炼渣中，部分则生成SO 2排出。当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。 1、拉力试验 按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。 （1）强度 金属材料在外力作用下，抵抗变形和断 裂的能力叫强度。强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。 （2）比例极限 对金属施加拉力，金属存在着力与 变形成直线比例的阶段，而这个阶段的最大极限负荷Pp 除以试样的原横截面积即为比例极限，用σP 表示。 （3）弹性极限 金属受外力作用发生了变形，外力 去掉后，能完全恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限，用σe 表示。 （4）抗拉强度 试样拉伸时，在拉断前所承受的最大 负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗拉强度，用σb 表示。当材料所受的外应力大于其抗拉强度时，将会发生断裂。因此σb 越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。 国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类，如SS400，其中400即表示σb 的最小值为400MPa ，超高强度钢是指σb ≥1373MPa 的钢。 （5）屈强比 屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值 （σS /σb ）。屈服比值越高，则该材料的强度愈高，屈强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（σS /σb ≥0.90）。此外，疲劳寿命与抗拉强度及表面质 量往往有很大关联。 （6）塑性 金属材料在受力破坏前可以经受永久变 形的性能称为塑性。塑性指标通常用伸长率和断面收缩率表示。伸长率与断面收缩率越高，则塑性越好。 2、冲击韧性 用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击韧性以αk 表示。 目前常用的10mm ×10mm ×55mm 、带2mm 深的V 形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功AK ，而不是采用αk 值。因为单位面积上的冲击功并无实际意义。 冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温度有关。因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少、还规定FATT （断口面积转化温度）要低于某一温度的技术条件。所谓FATT ，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm 的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5mm ×10mm ×55mm ）或1/2小尺寸冲击试样（5mm ×10mm ×55mm ）。但是一定要注意，同规格及同温度下的冲击功值才可相互比较。只有在标准规定的条件下，才可按标准的换算方法，折算成标准冲击试样的冲击功，再相互比较。 3、硬度试验 金属材料抵抗压头（淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头）压陷表面的能力称为硬度。根据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度等。冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。 4、宝钢企业标准（Q/BQB ） 宝钢企标中的钢号大致可分为3个来源：即从日本JIS 标准、德国DIN 标准移植及自行开发研制的钢号。从日本JIS 标准中移植来的钢号，一般首位常为S （Steel ）；从DIN 标准移植来的钢号，一般常以ST 开头（Stahl 德文中的“钢”）；宝钢自行开发研制的钢号，一般首位常以宝钢的拼音首位B 开头。（作者单位：辽阳县产品质量监督检验所） □谷迎春王立伟 质量论谈 4

钢材性能有影响

钢材性能有影响？ 1．化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的标准值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大（Q235的f u /f y ≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件，比较极限和屈服强度是比较接近（f p =(0.7~0.8)f y ），又因为钢材开始屈服 时应变小（ε y ≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？ 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标，还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。 6．为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高(或钢材的强度按其厚度或直径分

钢材的分类及力学性质

第五章建筑钢材 一．填空题 1.目前大规模炼钢方法主要有（空气转炉法）、（氧气转炉法）和（电炉法）三种。 2.钢按照化学成分分为（碳素钢）和（合金钢）两类；按质量分为（普通碳素钢）、（优质碳素钢）和（高级优质钢）三种。 3.低碳钢的拉伸过程经历了（弹性阶段）、（屈服阶段）、（强化阶段）和（颈缩阶段）四个阶段。高碳钢（硬钢）的（屈服）阶段不明显，以（条件屈服点σ0.2）代替其屈服点。 4.钢材冷弯试验的指标以（弯曲角度）和（弯心直径/钢材厚度）来表示。 5.热轧钢筋按照轧制外形式分为（光圆钢筋）、（带肋钢筋）。 6.热轧光圆钢筋的强度等级代号为（HPB235），热轧带肋钢筋的强度等级代号为（HRB335）、（HRB400）和（HRB500）三个。 7.低碳钢热轧圆盘条按照用途可分为供（建筑）用和供（拉丝）用盘条两类。 8.冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为（CRB550）、（CRB650）、（CRB800）、（CRB970）、（CRB1170）五个牌号。 9.预应力混凝土用钢丝分为（消除应力光圆钢丝）、（消除应力刻痕钢丝）、（消除应力螺旋肋钢丝）、（冷拉钢丝）四种。 10.预应力混凝土用热处理钢筋按外形分为（有纵肋）和（无纵肋）两种。 二、名词解释 1.低碳钢的屈服点σs：不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小应力值。 2.高碳钢的条件屈服点σ0.2：对屈服现象不明显的硬钢，规定以产生残余变形为原标距长度的0.2％所对应的应力值作为规定的屈服极限，称为条件屈服点。 3.钢材的冷加工和时效：钢材的冷加工是指在常温下进行的加工。将经过冷拉的钢筋在常温下存放15～20d，或加热到100～200℃并保持2h左右，这个过程称为时效。前者为自然时效，后者为人工时效。 4.碳素结构钢的牌号Q235－B.F：屈服强度为235MPa的B级沸腾钢。 5.CRB650：最小抗拉强度为650MPa的冷拉带肋钢筋。 6.HRB400：最小屈服强度为400MPa的热轧带肋钢筋。 三、简述题 1.低碳钢拉伸过程经历了哪几个阶段？各阶段有何特点？低碳钢拉伸过程的指标如何？答：低碳钢拉伸过程经历了弹性、屈服、强化和紧缩四个阶段；各阶段特点如下： 弹性阶段：应力与应变成正比，钢材产生弹性变形；对应指标为弹性模量E； 屈服阶段：应力与应变不再成正比，产生塑性变形；此时即使应力减小，应变也会迅速增加；对应指标为屈服强度σs； 强化阶段：钢材对外力的抵抗能力重新增大；对应指标为抗拉强度σb； 紧缩阶段：钢材某一截面开始产生收缩，并最终从最细处断裂；对应指标为伸长率δ和断面收缩率Ψ。 2.什么是钢材的冷弯性能？怎样判定钢材冷弯性能合格？对钢材进行冷弯试验的目的是什么？

钢筋和混凝土的力学性能

钢筋和混凝土的力学性能 问答题参考答案 1．软钢和硬钢的区别是什么？应力一应变曲线有什么不同？设计时分别采用什么值作为依据？ 答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。 钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。 设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。

图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2． 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？ 答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235（Q235，符号Φ，Ⅰ级）、热轧带肋钢筋HRB335（20MnSi ，符号，Ⅱ级）、热轧带肋钢筋HRB400（20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ，符号，Ⅲ级）、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3． 钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？ 答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。 冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450℃以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700℃，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4． 什么是钢筋的均匀伸长率？均匀伸长率反映了钢筋的什么性质？ 答：均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距；0b σ——实测钢筋拉断强度；s E ——钢筋弹性模量。 均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均（非局部区域）伸长率，客观反映钢筋的变形能力，是比较科学的指标。 5． 什么是钢筋的包兴格效应？ 答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。 6． 在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？ 答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 7． 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。 答：（1）对钢筋强度方面的要求 普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，主要是

钢铁的几个种类型号及其特性

钢材Q235 Q235是碳素结构钢，与旧标准GB700-79牌号中的A3、C3钢相当，是沿用俄罗斯TOCT的牌号。其钢号中的Q代表屈服强度。通常情况下，该钢不经过热处理直接进行使用 GB700-88标准中碳素结构钢Q235按冶金质量分为A、B、C、D四个等级，各等级的钢种含Si量均为0.3%，区别在于含碳量和硫、磷含量的不同。AB级含碳量为0.14%~0.22%和0.12%~0.20%，CD级含碳量为≦0.18%、≦0.17%，A级的含Mn量最小，D级SP含量最小。 20钢 20是指含碳量,含碳量为0.2%,属于低碳钢。标准：GB/T 699-1999 材料名称：优质碳素结构钢 强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。 该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为355~500MPa，伸长率≥24%。 45钢 45钢，是GB中的叫法，JIS中称为：S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为：C45 。国内常叫45号钢，也有叫“油钢”。一般，市场现货热轧居多。冷轧规格1.0~4.0mm之间。 常用中碳调质结构钢。该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐

磨性，材料来源方便。适合于氢焊和氩弧焊，不太适合于气焊。焊前需预热，焊后应进行去应力退火。 正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。该钢经调质处理后，其综合力学性能要优化于其他中碳结构钢，但该钢淬透性较低，水中临界淬透直径为12~17mm，水淬时有开裂倾向。当直径大于80mm时，经调质或正火后，其力学性能相近，对中、小型模具零件进行调质处理后可获得较高的强度和韧性，而大型零件，则以正火处理为宜，所以，此钢通常在调质或正火状态下使用。 T10A T10A材料名称：碳素工具钢 牌号：T10A 标准：GB/T 1298-1986 通用低淬透性冷作模具钢，高级高碳工具钢，优点是可加工性能好，价格便宜，来源容易，但是淬透性较差，淬火变形大，因为钢中含有合金元素少，回火抗力低，因而承载能力低。虽有高的硬度和耐磨度，但是小截面工件韧性不足，大截面段坯有残余网状碳化物倾向。 完全球化的最低加热温度740℃，最佳等温温度690℃—720℃，出现片状碳化物的加热温度780℃，受热软化温度250℃，淬硬深度为水淬15—18mm，油淬5—7mm。 该钢在退火状态下进行粗加工，然后淬火低温回火至高硬度，再精加工。获得高的耐磨性和镜面抛光性。进行低碳马氏体低温淬火，使具有较高的耐磨性和强韧性，预防和减少变形和开裂现象 4Gr13 标准：GB/T 1220-1992 数字代号：1.2083 对应德国牌号：X40Cr13 属于不锈钢 淬火后比3Cr13硬度高一些、耐蚀性良好。

60Mn钢高温力学性能研究

60M n 钢高温力学性能研究 吴宗双,包燕平 (北京科技大学,北京100083 )摘 要:在G l e e b l e -2000动态热/力模拟实验机上,采用凝固法对60M n 钢的高温力学性能进行了研究。测定了零塑性温度和零强度温度,在4×10-4/s 应变速率下,所测钢种在熔点至750℃之间存在两个脆性温度区域,即熔点至1250℃的第Ⅰ脆性温度区域和925～750℃的第Ⅲ脆性温度 区域。在第Ⅲ脆性温度区域,γ单相区的铝、钛、铌以A l N 和N b N 等氮化物及γ+α两相区先共析α相呈网膜状在γ晶界的析出是造成钢脆化的主要原因。通过控制钢中氮、铝含量,采用合理的二冷方式,提高钢种的内在质量。 关键词:断面收缩率;60M n 钢;高温性能塑性区 中图分类号:T G 113.25 文献标识码:A 文章编号:1001-4012(2006)03-0116-03 S T U D Y O N H I G H T E M P E R A T U R E M E C H A N I C A LP E R F O R MA N C E O F60M nS T E E L W UZ o n g -s h u a n g ,B A OY a n -p i n g (U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,B e i j i n g 1 00083,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e rs t u d i e s h i g h t e m p e r a t u r e m e c h a n i c a l p e r f o r m a n c e o f60M n s t e e lb y m e t h o d s o f s o l i d i f y i n g o n G l e e b l e -2000e x p e r i m e n t a l m a c h i n e .Z D T (z e r o d u c t i l i t y t e m p e r a t u r e )a n d Z S T (z e r os t r e n g t h t e m p e r a t u r e )h a v eb e e nd e t e r m i n e d .U n d e r t h e s t r a i n r a t e o f 4×10-4 /s ,t h e r e e x i s t t w o l o wd u c t i l i t y t e m p e r a t u r e r e g i o n s f o r t h et e s t e d w i t h i nt h et e m p e r a t u r er a n g ef r o m s t e e lm e l t i n gp o i n t st o750℃,i .e .R e g i o n Ⅰf r o mt h e m e l t i n gp o i n t s t o 1300℃a n dR e g i o n Ⅲf r o m925℃t o750℃.I nR e g i o n Ⅲ,t h ed u c t i l i t y l o s s i sm a i n l y r e s u l t e d f r o mt h e p r e c i p i t a t i o n so f n i t r i d e so fA l ,N b ,e t c .a t t h e a u s t e n i t eb o u n d a r i e s i ns i n g l e γp h a s e t e m p e r a t u r e r a n g e a n d t h e f o r m a t i o no f t h e f i l m -l i k e p r o e u t e c t o i d f e r r i t e s a l o n g t h e γg r a i nb o u n d a r i e s i n γ+αt w o -p h a s e t e m p e r a t u r e r a n g e .B y t a k i n g m e a s u r e so f p r e c i s e l y c o n t r o l l i n g s t e e lN ,A l c o n c e n t r a t i o n sa n da d o p t i n g r e a s o n a b l es e c o n d a r y c o o l i n gp a t t e r n i n t e r i o r q u a l i t y o f s t e e lw i l l b e a d v a n c e d .K e y w o r d s :S h r i n k a g e o n c r o s s s e c t i o n ;60M n s t e e l ;H i g h t e m p e r a t u r e p e r f o r m a n c e ;D u c t i l i t y r e g i o n 马钢圆坯连铸机能生产国内直径最大的圆坯 (Ф4 50m m ),主要用于生产60M n 钢。为提高钢的质量,笔者利用G L E E B L E -2000热/力模拟试验机对高碳钢的高温性能进行了一系列试验,其结果除了直接确定钢的高温强度和断面收缩率之外,还可为铸坯应力应变数值模拟提供基本物性参数(零强度温度、零塑性温度)。为改进60M n 钢的质量提供了可靠的数据。 收稿日期:2005-05-20 作者简介:吴宗双(1972-) ,男,工程师。1 试验方法 试验是在G L E E B L E -2000热/力模拟试验机上进行60M n 钢高温性能的测试,同时借助光学显微镜和扫描电镜对组织和断口形貌进行观察和分析。因凝固法测定钢的高温力学性能比加热法更接近生 产实际状况[ 1] ,试验采用凝固法。1.1 试验试样 高温性能测试用试样取自马钢连铸圆坯(Ф4 50m m ),在铸坯距表面1/4处取样,试样的长度方向沿铸坯径向,与柱状晶成长方向平行。试样尺 · 611 ·