低合金结构钢
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（亦称普通低合金钢、HSLA）

1.用途

主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。
为研究弯曲韧性对不同配箍率钢纤维自密实混凝土梁受剪性能的影响,分别对24个弯曲韧性试件与16根钢纤维自密实混凝土梁式构件进行了弯曲试验.根据荷载-位移曲线以及韧性参数,分析了弯曲韧性对梁式构件受剪破坏形态和承载力的影响.结果表明:加入钢纤维可以提高自密实混凝土梁的受剪承载力,同时还可以改善梁的破坏形态;建立了基于弯曲韧性的受剪承载力计算模型,该模型预测值与试验结果较为接近,可用于钢纤维自密实混凝土梁的受剪计算.

2.性能要求

(1)高强度：一般其的屈服强度在300MPa以上。

(2)高韧性：要求延伸率为15%～20%，室温冲击韧性大于600kJ/m～800kJ/m。 对于大型焊接构件，还要求有较高的断裂韧性。

(3)良好的焊接性能和冷成型性能。

(4)低的冷脆转变温度。

(5)良好的耐蚀性。
设计合成了一种醛酮-磺化木质素共聚减水剂(SAF-LS),并采用红外光谱和黏度试验对醛酮-磺化木质素之间的接枝共聚反应进行了论证.对比了醛酮系减水剂(SAF),SAF-LS以及醛酮系减水剂与磺化木质素的冷复配体系(SAF+LS)在净浆、混凝土中的作用效果,证明SAF-LS是一种性能略逊于SAF,但远优于SAF+LS的减水剂.利用SAF-LS和缓凝组分,配制出了坍落度保持性和强度发展均十分优良的强度等级为C30~C50的预拌混凝土.

3.成分特点

(1)低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超过0.20%。

(2)加入以锰为主的合金元素。

(3)加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。

此外，加入少量铜（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工艺性能。
为研究温拌再生沥青混合料黏附特性,根据表面自由能理论,通过测定温拌再生沥青和集料的表面能参数,计算了温拌再生沥青与集料的黏附功.结果表明:温拌剂的添加改善了再生沥青中的极性分量以及Lewis酸、碱作用力,改善了再生沥青的表面自由能,提高了沥青与石料的裹附能力;有水存在时温拌再生沥青-集料黏附功比较大,说明温拌条件下再生沥青混合料的水稳定性可以得到一定改善.

4.常用低合金结构钢

16Mn是我国低合金高强钢中用量***最多、产量的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度比普通碳素构钢Q235高约20%～30%，耐大气腐蚀性能高20%～38%。

15MnVN中等级别强度钢中使用最多的钢种。强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。

强度级别超过500MPa后，铁素体和珠光体组织难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用于高压锅炉、高压容器等。
采用欧洲BUILD492《非稳态氯离子迁移试验法》测定普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混凝土的氯离子非稳态扩散系数,应用***衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)以及孔结构分析分别对这种水泥水化产物和水泥石内部结构进行研究,并对其抗氯离子侵蚀性能及其抵抗机理进行了研究分析.结果表明:硫铝酸盐水泥是提高混凝土抗氯盐侵蚀性能的一种理想胶凝材料.随着水灰比的降低,硫铝酸盐水泥的抗氯离子侵蚀能力逐渐增强.

5.热处理特点

这类钢一般在热轧空冷状态下使用，不需要进行专门的热处理。使用状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。

合金渗碳钢

1.用途

主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷。
针对全钢筋混凝土框支剪力墙在工程中所存在的问题,提出了采用比强度高、耐腐蚀性能好、自重轻但弹性模量低并具有线弹性性能的纤维增强塑料(FRP)筋来替换该剪力墙中部分钢筋的建议.通过拟静力试验及非线性有限元数值分析,比较了1榀全钢筋混凝土框支剪力墙试件(FSW-1)和1榀部分配置FRP筋框支剪力墙试件(FSW-4)的裂缝发展规律和破坏模式,及其承载能力、延性性能和滞回特征.结果表明:部分配置FRP筋框支剪力墙结构具有较高的承载能力和较好的抗震性能;非线性有限元分析结果与试验结果吻合较好.

2.性能要求

(1)表面渗碳层硬度高，以***优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。

(2)心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时，在冲击载荷或过载作用下容易断裂；强度不足时，则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。

(3)有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度（900℃～950℃）下，奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。

3.成分特点

(1)低碳：碳含量一般为0.10%～0.25%，使零件心部有足够的塑性和韧性。

(2)加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。

(3)加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。
为解决复合材料在输电杆塔中的应用问题,本文以10k V送电线路实际工程为背景,从输电杆塔的各种工况荷载计算入手,建立有限元分析模型,对复合材料输电杆塔进行结构设计。通过ANSYS软件分别建立了杆身及横担力学模型,对杆塔实际运行中各种工况进行力学计算,通过杆塔力学真型实验验证了复合材料用于10k V输电杆塔制备的可行性,并已成功应用于多处输电线路上。

4.钢种及牌号

20Cr低淬透性合金渗碳钢。这类钢的淬透性低，心部强度较低。

20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。这类钢淬透性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。

18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金渗碳钢。这类钢含有较多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韧性和低温冲击韧性。

5.热处理和组织性能

合金渗碳钢的热处理工艺一般都是渗碳后直接淬火，再低温回火。热处理后，表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织，硬度为60HRC～62HRC。心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关，完全淬透时为低碳回火马氏体，硬度为40HRC～48HRC；多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25HRC～40HRC。心部韧性一般都高于700KJ/m2。
针对钛合金内衬碳纤维缠绕压力气瓶水压试验后轴向缩短的现象,利用ANSYS有限元软件对其水压过程进行模拟计算,通过对气瓶筒身段及封头段各方向位移、应变计算结果的分析,明确了气瓶水压试验后轴向缩短是由封头处内衬外扩残余塑形变形引起的,利于此类气瓶结构设计的优化及尺寸稳定性的提高。
对4种类型的水泥基材料进行绝热温升试验,提出绝热温升各阶段分界点的确定方法,分析各阶段持续时间和温升速率大小等规律,并对已有的最终温升预测方法进行修正.***在分析不同类型水泥基材料绝热温升规律的基础上,提出一种通用的水泥基材料绝热温升速率表达式,用于描述绝热温升速率随龄期的变化.所提出的表达式形式简单,各参数具有较为明确的物理意义,与已有模型的表达式相比,在对早龄期绝热温升和温升速率的描述方面具有更好的效果.