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高强度钢板是专用于架造铁路或公路桥梁的钢板。要求有较高的强度、韧性以及承受机车车辆的载荷和冲击,且要有良好的抗疲劳性、一定的低温韧性和耐大气腐蚀性。
国内桥梁用钢的发展与铁路钢桥的建造密切联系,经历了“低碳钢→低合金钢→高强度钢”的发展过程。到目前为止,国内桥梁用结构钢经历了6个发展阶段:
1、 代
代高强度钢板只有A3q和16q两个钢号,屈服强度≥240MPa,抗拉强度≥380MPa。
2、第二代
为了建造南京长江大桥,1962年研制成功了低合金钢16Mnq钢,屈服强度≥345MPa,抗拉强度≥520MPa, 板厚为32mm,这是国内第二代高强度钢板,即目前被广泛采用的Q345q钢。
3、第三代
为了修建九江长江大桥研究开发了15MnVNq钢,屈服强度≥420MPa,抗拉强度≥540
MPa,这是国内第三代高强度钢板。
4、第四代
20世纪末,为了修建芜湖长江大桥,在16Mnq钢基础上降碳加铌微合金化,研究开发了14MnNbq钢,屈服强度≥370MPa,抗拉强度≥530MPa,这是国内第四代高强度钢板,即目前被广泛采用的Q370q钢。
5、第五代
为了建造重庆朝天门长江大桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥,针对部分受力大的构件开发了Q420q钢板,这是国内第五代高强度钢板。
6、第六代
目前,为了满足沪通长江大桥的设计需要,正在研发更高强度的Q500q钢板,这将是国内第六代高强度钢板。
随着国内铁路建设向高速、重载方向发展,铁路钢桥向高速、重载、大跨度、结构美观新颖、全焊方向发展,对桥梁用钢的性能提出更高要求。目前国内钢铁工业的迅猛发展和高强度钢板的应用量日益增加,迫切需要加快高性能高强度钢板的推广应用,以满足现代钢桥制造的需要,高强度钢板也将得到进一步的发展。
随着汽车行业的发展,汽车性能一直是研究重点,汽车大梁作为汽车上重要的部件之一,几乎承载整车的全部质量,直接影响汽车的行驶与寿命,故必须要求大梁具有良好的强韧性、耐疲劳性、冷成型性。对于目前国内生产和使用的主流汽车高强板,其成分设计中主要采用低碳、稍高的锰,并单一或复合添加微合金元素,再通过合理的控轧控冷工艺获得理想综合性能的微合金汽车用高强板。
省部共建高品质特殊钢冶金与制备 重点实验室的学者通过对国内某厂生产的700MPa级别汽车高强板热轧板进行力学性能检测,发现拉伸断口产生分层现象,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜与能谱分析等手段研究其断后分层现象并分析其产生的原因。试验钢的平均屈服强度与抗拉强度分别为766.9、839.0MPa,平均断后伸长率为19.2%,皆达到性能指标的要求。研究结果表明,铸坯与轧材中的夹杂物与析出物分布情况较好,不是产生分层现象的主要原因,热轧板厚度方向中部的贝氏体与马奥岛成带状偏聚,造成厚度方向上明显的塑性差异,直接导致了分层现象产生。试验钢产生拉伸分层的原因被解析出,为实际生产提供了改进方向。
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