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。
为了改善不饱和聚酯树脂浇注体的性能,以苎麻纤维为原料,采用碱预处理加混酸水解法制备微纳米纤维素,采用共混工艺制备微纳米纤维素/不饱和聚酯树脂浇注体复合材料,并对其力学性能和热性能进行对比研究。结果表明,当不饱和聚酯树脂中加入3%微纳米纤维素后,其拉伸强度、拉伸模量和冲击强度分别提高了55.42%、9%和62.42%,材料断裂由脆性断裂转变成韧性断裂,起始热分解温度由363.10℃升高到369.41℃。说明利用微纳米纤维素改性不饱和聚酯树脂,不仅可以提高其力学性能和热稳定性,而且可以改变材料的断裂特性。

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。
将橡胶粉、聚丙烯纤维和钢纤维按不同组合方式掺入高强混凝土中对其改性,并进行常温和高温下的轴心抗压试验,以分析不同材料混杂改性对高强混凝土强度及变形性能的影响,研究改性高强混凝土的高温抗爆裂性能.结果表明:混杂材料能***高强混凝土的抗爆裂性能及高温力学性能,比单组分材料改性效果优良.

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。
采用分布式光纤传感技术(BOTDA)和时间序列分析相结合的方法,对钢筋混凝土锈胀开裂程度进行监测和预测,并通过通电加速锈蚀试验对该方法进行有效性验证.结果表明:分布式光纤传感技术可稳定、准确地获取混凝土的锈胀信息,同时结合时间序列分析方法可有效预测混凝土锈裂时间和位置.

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。
对2014年我国冷却设备行业的发展状况进行了较为全面的叙述,对目前行业发展面临的一些问题做了比较客观的概括和总结,对行业发展趋势提出了一些观点及看法。

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。
研究了20,30,40,50℃等养护温度对早龄期硫铝酸盐水泥浆体抗压强度、电阻率和化学收缩的影响规律,并对其24,72h龄期时的水化产物变化情况进行分析.结果表明:养护温度升高会明显缩短硫铝酸盐水泥水化反应到达稳定期的时间,略微提高3d抗压强度,减小24h龄期时的电阻率和化学收缩;不同养护温度下硫铝酸盐水泥浆体的电阻率与化学收缩存在正相关关系;随着养护温度的升高,24,72h龄期时无水硫铝酸钙的含量不断减少,钙矾石的生成量逐渐增多,但在50℃时又有所减少.

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。
在分析对比国内外混凝土开裂性能测试方法的基础上,研制了哑铃型混凝土开裂性能测试仪.该测试仪采用应力发生器诱导混凝土试件快速产生裂缝,能快捷准确地评价混凝土材料开裂性能.与现有的约束条件下混凝土开裂性能测试方法(板式约束法、圆环约束法等)对比后发现:哑铃型混凝土开裂性能测试方法具有敏感性强、准确性高、测试周期短、工程应用简便等特点.

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。
将橡胶粉、聚丙烯纤维和钢纤维按不同组合方式掺入高强混凝土中对其改性,并进行常温和高温下的轴心抗压试验,以分析不同材料混杂改性对高强混凝土强度及变形性能的影响,研究改性高强混凝土的高温抗爆裂性能.结果表明:混杂材料能***高强混凝土的抗爆裂性能及高温力学性能,比单组分材料改性效果优良.
利用微生物的酶化作用诱导矿物沉积来封堵混凝土裂缝是防渗堵漏的有效途径.采用裂缝内直接灌浆(浆液为菌液、营养盐和钙源溶液的混合溶液)和裂缝内预填介质再灌浆2种封堵处理方式,获得不同裂缝宽度条件下,混凝土灌浆次数与裂缝渗水速度的关系曲线.结果表明:缝内直接灌浆法适用于宽度较小的裂缝(小于0.5mm),宽度较大裂缝则需采用缝内预填细砂等介质再灌浆的封堵方式.