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。
通过对再生粗骨料混凝土不同龄期的抗压试验,研究了其抗压强度-龄期发展机理;综合最终抗压强度和初始强度发展速率,采用半值强度指数建立了再生粗骨料混凝土抗压强度-龄期模型的特征方程,揭示了传统双曲线模型的缺陷,指出了理想的抗压强度-龄期模型应具备的数学性质.***建立了新的抗压强度-龄期模型,通过试验数据拟合证明了该模型的正确性.

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。
研究了高温后钙质骨料混凝土(C30)残余抗压强度的变化规律,同时借助热重试验、扫描电镜试验和压汞试验对与钙质骨料混凝土同水灰比和经历相同高温冷却条件处理的硬化水泥浆(HCP)进行了微观试验研究.结果表明:HCP在中低温段(100~300℃)的二次水化反应对钙质骨料混凝土在该温度区段的残余抗压强度有很大影响.钙质骨料混凝土高温后残余抗压强度和高温后HCP孔隙率之间具有良好的负相关性.

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。
以自动铺丝机所需的预浸窄带作为研究背景,结合自行研制的16丝束预浸带分切卷绕机对卷绕张力开展研究,简要分析讨论了卷绕张力对预浸窄带分切质量、卷绕质量的影响。为了***预浸窄带的分切质量与卷绕质量,区别于传统的PID控制算法,重点探讨分析了模糊PID算法在闭环控制系统中的应用,将其运用到卷绕张力的***控制策略中,实现了小张力的***控制。控制精度可达0.1N,满足预浸窄带的分切要求,***了分切与卷绕质量,提高了铺丝质量。

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。
制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了橡胶颗粒影响、测力延度和老化性能试验.结果表明:经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成细小颗粒,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心.在老化过程中,橡胶颗粒核心有较强的继续溶胀反应,这导致普通橡胶沥青的一些流变性指标与基质沥青老化趋势相反,此反应在薄膜加热试验(TFOT)短期老化下尤为明显.脱硫橡胶沥青的路用性能和***性能优于基质沥青,但均不如普通橡胶沥青.

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。
雷达罩复合材料的铺层设计直接关系到雷达罩复合材料的强度,现行的商用软件需要依赖结构铺层设计才能实现仿真分析,要针对结构铺层分别划网格、建模型,铺层设计的灵活性、通用性差。采用几何学原理和数据编程处理方法,将雷达罩纤维织物复合材料的平面经纬向依据不同的起始铺层角度并结合三维空间几何转换确定其在三维雷达罩模型上的实际方向,进行雷达罩复合材料铺层设计,将复合材料铺层方向投影到空间雷达罩复合材料的有限元模型中,确定复合材料的铺层角,将铺层设计显性化、通用化,并且增加复合材料铺层计算的灵活性,突破各种软件的约束。

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。
将NCF的纤维束两侧近似为半椭圆,对NCF单胞设计五因素五水平正交试验,利用CFD方法得到渗透率的数值结果,进而拟合出预测渗透率的椭圆边公式。对于纤维束四方排列的NCF单胞,椭圆边公式的计算结果和数值结果平均误差为1.91%;对于六方排列,平均误差为1.90%。对NCF渗透率的预测结果和实验结果的相对误差为0.22%,小于矩形边公式的误差3.96%。当束间间距w1与椭圆边的半长轴c1之比小于0.8时,两预测公式值之比大于1.1。说明椭圆边公式对NCF材料渗透率的预测更加准确,适用范围更广。

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。
为了研究竹层积材在高温中和高温后的抗弯性能,在20~225℃下对104个试样进行了三点静态抗弯测试.结果表明:随着温度的升高,高温中和高温后竹层积材的抗弯强度、弹性模量和延性系数均明显减小;相对于高温中的试样,高温后的试样抗弯强度和弹性模量均明显较高,而其延性系数则较低.根据回归分析,建立了竹层积材在高温中和高温后的相对抗弯强度与温度的关系模型,该模型预测结果与实测值吻合良好.
研究含蜂窝芯层的压电复合材料层合板的表面局部分层热屈曲,建立压电蜂窝层板模型,应用能量原理,计算在层板子层发生局部分层情况下,热屈曲的临界温度变化值。比较不同情况下屈曲临界温差的变化,分析不同因素对发生热屈曲时临界温度变化的影响。由计算结果可得,不同分层形状以及铺层角度对临界温度变换都会产生影响,其中以椭圆形分层具有的稳定性。同时临界温度变化也会随附加电场强度线性变化,在工程应用中可利用施加电场来有效防止压电层板局部分层发生屈曲。