2000MPa高强度钢的超高周疲劳破坏行为
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T92/P92钢手册(瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司)前言本手册中的有关资料是基于瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司对T92/P92材料的试验数据及本公司认为可行的出版的数据。
本手册概括了这些材料的应用场合、冶金学、高温性能特点和推荐的加工工艺方面的内容。
尽管编制过程中特别仔细和注意,但这本手册上的内容仅仅是概括性的。
瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司对使用涉及本手册内容所产生的后果不承担任何责任。
因此顾客在使用T92/P92钢管时,应对其步骤、介绍和设备给予特别关注。
1 简介瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司(以下简称V&M 钢管公司)成立于1997年10月1日,由瓦卢瑞克工业集团与曼内斯曼钢管公司合资成立,并于近期合并了巴西曼内斯曼钢管公司。
V&M钢管公司在锅炉用无缝管制造领域处于全球领先地位。
在德国、法国、巴西、美国共设12个钢管制造厂。
原材料全部来自于其全资公司、附属公司或其认可的钢厂。
V&M钢管公司的有关情况如下:年销售额:1900000000美元(1900000000欧元)年生产量:3000000吨职员:12600人尺寸范围:—外径从17毫米(0.669″)到1500mm (59″)—壁厚从2mm(0.08″)到270mm(10⅝″)—公司拥有机加工设备,可以严格控制内径管的内径及公差在法国、德国、巴西、美国、中国和新加坡拥有销售代表处,销售网络遍布世界各地。
2 T/P92主要特点2.1 钢材类型T/P92是用钒、铌元素微合金化并控制硼和氮元素含量的铁素体钢(9%铬,1.75%钨,0.5%钼)。
2.2 主要应用用于替代电厂锅炉中的过热器和再热器的不锈钢。
用于极苛刻蒸汽条件下的集箱和蒸汽管道(主蒸汽和再热热蒸汽管道)。
23 优点比其它铁素体合金钢具有更强的高温强度和蠕变性能。
它的抗腐蚀性和抗氧化性能等同于其它含9%Cr的铁素体钢。
由于它具有较高的蠕变性能,所以可以减轻锅炉和管道部件的重量。
钢材按外形可分为型材、板材、管材、金属制品四大类。
为便于采购、订货和管理,我国目前将钢材分为十六大品种:一、型材的分类1.简单断面型钢①方钢——热轧方钢、冷拉方钢;②圆钢——热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉圆钢③线材;④扁钢;⑤弹簧扁钢;⑥角钢——等边角钢、不等边角钢;⑦三角钢⑧六角钢;⑨弓形钢;⑩椭圆钢2.复杂断面型钢①工字钢——普通工字钢、轻型工字钢;②槽钢——热轧槽钢(普通槽钢、轻型槽钢)、弯曲槽钢;③H型钢(又称宽腿工字钢);④钢轨——重轨、轻轨、起重机钢轨、其他专用钢轨;⑤窗框钢⑥钢板桩;⑦弯曲型钢——冷弯型钢、热弯型钢;⑧其他三、热轧带肋钢筋1.品种规格热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。
H、R、B分别为热轧(Hotrolled)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bars)三个词的英文首位字母。
热轧带肋钢筋分为HRB335(老牌号为20MnSi)、HRB400(老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)、HRB500三个牌号。
2.含钒Ⅲ级螺纹钢筋①含钒Ⅲ级螺纹钢筋市场前景广阔含钒新Ⅲ级螺纹钢筋(20MnSiV、400Mpa)在生产过程中加入了钒、铌、钛等合金,与普通Ⅱ级螺纹钢筋相比,具有强度高、韧性好、焊接性能和抗震性能良好的优点。
在欧洲等发达国家建筑市场、Ⅲ级螺纹钢筋占整个螺纹钢总量的80%,如英国、德国、澳大利亚、日本等国家使用高强度含钒Ⅲ级螺纹钢筋已达80-90%。
在我国1995年原冶金部和建设部联合发文推广应用,建设部将新Ⅲ级螺纹钢筋技术条件纳入国家标准GBJ10-89《混凝土结构设计规范》,自97年1月1日起施行,现新Ⅲ级螺纹钢已在高层建筑、大型电站、桥梁、隧道、机场等工程项目中得到了成功的应用,市场前景广阔。
建设部要求2002年新Ⅲ级钢筋用量要达到螺纹钢总量的50%,“十五”末期达到80%。
但由于宣传、推广力度不够,使用量还大大低于老Ⅱ级335Mpa普通级螺纹钢筋,因此还需要对新Ⅲ级螺纹钢筋大力进行宣传和推广。
竹钢简介--一种新型的结构材料篇一:竹钢绿色环保建材“竹钢”科技名词定义中文名称:高性能竹基纤维复合材料(竹钢)英文名称:woodenbamboo定义:高性能竹基纤维复合材料,主要是指以竹基纤维帘为基本构成单元按顺纹理方向经热(冷)压胶合而成的板材。
依托中国林科院专利技术,由洪雅竹元科技有限公司制造的高性能竹基纤维复合材料,商标名称为“竹钢”,为世界首创的竹制品,是完全由中国人自主开发的新材料。
简介“竹钢”是以我国南方地区大量生长的竹材资源为原料,通过纤维化竹束帘制备技术、酚醛树脂均匀导入技术、连续式网带干燥技术、大幅面板坯铺装技术、成型固化技术等多项技术集成,实现竹基纤维复合材料的高性能和可调控,最终制造成高性能多用途竹基纤维复合材料。
竹钢剖面该产品技术节省了传统的剖蔑工序,是我国在竹材加工应用领域的一项重大突破,属于竹材工业化利用的第五代技术,竹材的利用率从目前的20%~50%,可以提高到95%以上。
产品的力学性能指标,如抗弯强度可以达到350mpa以上,抗拉强度达360mpa以上,抗压强度达到140mpa以上,弹性模量达到30gpa以上,其强重比超过玻璃钢纤维复合材料,可以应用于风电叶片材料的制造。
高性能竹基纤维复合材料具有广谱可设计性,既可以用于制造高强度风电叶片材料、船舶甲板、集装箱底板以及建筑结构等工程材料,又可以用作室内装饰装潢材料、高耐候性室外材料、家具材料,具有广阔的应用前景。
材料特点“竹钢”采用纯天然慈竹经酚醛树脂热压胶合而成,具有高强度、低碳环保、高耐候性、阻燃、净化空气、使用寿命长等特点,是“以竹代木、以竹代钢”的最佳产品;是一种将竹材重新组织并加以强化成型的竹质新材料,对增加竹农的收入、促进农民就业和发展竹产区经济具有十分重要的意义。
1绿色环保随着全球气候变暖,森林愈发显得弥足珍贵,竹钢的出现,更加有效地保护了人类的生存环境。
同面积的竹林可比树林多释放35%的氧气,也可以这样说:竹产业不仅仅是低碳产业,而更应该是负碳产业。
12第二章 材 料一、教学目标及基本要求熟悉各种钢材的力学性能,并能根据金属结构设计对材料的要求做出正确的选择。
二、教学内容的重点及难点重点:了解机械装备金属结构使用钢材的力学特性及影响因素,材料的类别和特征以及相关国家和行业标准。
理解普通结构钢和低合金钢的特点及适用场合,环境温度、工作级别对材料的影响度,设计组合截面时配置材料的原则。
难点:掌握材料的选用原则、依据和规定材料的标准表示方法及考虑影响脆性破坏因素评价的钢材质量组别选择方法三、教学方式与手段课堂讲授,启发式教学。
四、教学内容的深化与拓宽推荐与相关现代结构设计方法相关的参考书。
第一节 钢材的力学特性及影响因素一、钢材的力学性能1. 静强度特性(1)比例极限p σ(2)屈服点s σ(3)抗拉强度b σ 疲劳强度特性疲劳破坏——钢材在连续变化载荷作用下,开始是其组织发生晶粒间的滑移使材料强度降低而丧失继续抵抗外载荷的能力,继而转变为个别晶粒的撕裂而出现裂纹,在连续变化载荷继续作用下,钢材的裂纹扩展加速直至断裂。
疲劳强度——钢材疲劳破坏之前所能承受的最大应力,即在钢材的标准试件上施加一定循环特性的等幅(交变r = -1或脉动r = 0)应力,由实验得到经过N 次循环后不发生疲劳破坏的最大应力。
σ -N 曲线——根据一定循环特性实验得到的不同疲劳强度σ与相应循环次数N 而绘制的相关曲线,称为材料的疲劳特性σ -N 曲线(图2-2)。
当循环次数N ≤103时,相应于σ -N 曲线的AB段,极限应力s σ基本不变,因此可按静强度计算。
当循环次数N=103∼104时,相应于σ -N 曲线的BC段,由于材料试件破坏时已伴随着塑性变形,此阶段的疲劳现象称为应变疲劳。
因该阶段循环次数较少又称为低周疲劳。
当循环次数N ≥104时,相应于σ -N 曲线的CD 段图2-1碳素结构钢材受拉的σ-ε曲线图2-2 钢材的疲劳特性σ -N 曲线13和D 点以下的曲线所代表的疲劳,统称为高周疲劳,并分为无有限寿命区和限寿命区。
高强度螺栓级别分类长度=连接板层总厚+紧固长度加长值+螺母公称厚度+垫圈个数*垫圈厚度+3*螺纹螺距高强螺栓就是高强度的螺栓,属于一种标准件.高强螺栓主要应用在钢结构工程上,用来连接钢结构钢板的连接点.高强螺栓分为扭剪型高强螺栓和大六角高强螺栓,大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级,而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型,为了更好施工.高强螺栓的施工必须先初紧后终紧,初紧高强螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手;而终紧高强螺栓有严格的要求,终紧扭剪型高强螺栓必须用扭剪型电动扳手,终紧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电动扳手.大六角强螺栓由一个螺栓,一个螺母,两个垫圈组成。
扭剪型高强螺栓由一个螺栓,一个螺母,一个垫圈组成等级。
碳钢:公制螺栓机械性能等级可分为:3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共10个性能等级。
不锈钢分为60,70,80( 奥氏体);50,70,80,110(马氏体);45,60(铁氏体)三类。
高强度螺栓连接具有安装简便、迅速、能装能拆和承压高、受力性能好、安全可靠等优点。
它的特点是:(1)改善结构受力情况。
采用摩擦型高强度螺栓连接所受的力靠钢板表面的磨擦力传递,传递力的面积大、应力集中现象得到改善,提高了构件的疲劳强度。
(2)螺栓用量少。
高强度螺栓承载能力大、一个直径d=22 mm的40硼钢高强度螺栓的承载能力为:而一个23 mm直径的普通铆钉的抗剪强度为:可见高强度螺栓的承载能力比铆钉高约18%、在受力相同的情况下,高强度螺栓的数量相对比铆钉数量少。
因此节点拼接板的几何尺寸就小,可以节省钢材。
(3)加快施工进度。
高强度螺栓施工简便,对于一个不熟悉高强度螺栓施工的工人,只要经过简单的培训,就可以上岗操作。
(4)在钢结构运输过程中不易松动,且在使用中减少维护工作量。
如果发生松动即可个别更换,不影响其周围螺栓的连接。
(5)施工劳动条件好,而且栓孔可在工厂一次成型,省去二次扩孔的工序。