提高H型鋼性能

H型鋼作為結(jié)構(gòu)用材料，廣泛應(yīng)用于高層建筑、工業(yè)廠房、碼頭＇橋梁、地下巷道等大型工程。的要求，H型鋼應(yīng)具備如下性能：

(1)良好的可焊性；(2)高的抗張強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度；(3)高的抗疲勞強(qiáng)度；(4)良好的抗斷裂韌性；(5)均勻的材料強(qiáng)度與塑性。

有關(guān)金屬材料的研究告訴人們，提高H型鋼性能的冶金途徑主要有以下八條：

(1)關(guān)于提高H型鋼的強(qiáng)度，可以通過增加碳含量使珠光體量增加，從而達(dá)到提高材料抗張強(qiáng)度的目的。但為使材料不因碳含量提高而損害材料的可焊性和抗斷裂強(qiáng)度，一般其碳含量上限不超過0.2%。

(2)向鋼中添加合金元素，如硅、錳、鉻、鎳等，利用合金元素在鐵素體中的固溶強(qiáng)化作用，也可顯著提高金屬材料的強(qiáng)度。但合金元索的加入也會使材料的可焊性變差，一般認(rèn)為加入的合金元素總量應(yīng)限定在1.5%以下。

(3)通過熱處理，借助馬氏體轉(zhuǎn)變，可提高金屬材料的強(qiáng)度和硬度。

(4)通過冷加工變形，提高金屬晶體的位錯密度，從而提高強(qiáng)度。

(5)鈮、釩、鈦等合金元素的沉淀硬化作用對鐵素體晶粒直徑的影響與終軋溫度有關(guān)，終軋溫度越低，晶粒直徑越小，沉淀硬化作用越大，尤其足鈮和釩。而且沉淀硬化可使金屬材料的屈服強(qiáng)度提高，同時可以降低金屬的脆性轉(zhuǎn)變溫度。金屬的韌性很大程度E取決于其硫的含量和硫化物夾雜的種類。欲使鋼材具有良好的韌性，其硫含量應(yīng)控制在0.0029%以下，同時要控制硫化物和氧化物形狀。

(6)通過晶粒再結(jié)晶，尤其是加入有利于晶粒細(xì)化的元素，如鈮、鈦、釩等，均可促使晶粒細(xì)化，使屈服強(qiáng)度提高，韌性改善。對鋸而言，其最大加入量為0.03%~0.04%。

(7)對H型鋼而言，控制軋制是提高其性能的主要手段。

世界各國的有關(guān)研究指出，對于普通碳紊鋼及低舍金鋼鋼材，其性能主要取決于終軋溫度、變形程度和晶粒尺寸。低的終軋溫度可以提高其抗斷裂強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明，終軋溫度每低10℃，屈服強(qiáng)度可以增加13MPa，抗張強(qiáng)度增加10MPa。增加金屬的變形程度有利于其韌性的提高。而微量臺金元素的作用則是通過晶粒細(xì)化和沉淀硬化來使鋼材強(qiáng)韌化。在H型鋼軋制過程中，控制冷卻是提高鋼材性能的簡單易行的辦法。通常是控制萬能精軋機(jī)前的冷卻，使從萬能粗軋機(jī)過來的軋件溫度從大約1050～1100℃降到850℃，然后再送人萬能精軋機(jī)軋制。從1050℃降到850℃，大約需要120s。通常采用氣水冷卻，噴霧時間與空冷時間為1：3。冷卻裝置安放在萬能粗軋機(jī)后的工作輥道旁，噴嘴在高度和寬度上可以調(diào)整。在萬能精軋機(jī)后的冷卻，對H型鋼殘余應(yīng)力水平的控制更為關(guān)鍵。H型錒這時要從850℃降到80℃，大約需要110s。為使整個斷面溫度均勻降低，還要對H型鋼的腿部進(jìn)行冷卻。通常也是采用噴霧冷卻，同時在冷床上采用空冷，使其腰、腿溫差變小。如控制不當(dāng)，常常會出現(xiàn)腰部波浪或腿部波浪，或很大的殘余內(nèi)應(yīng)力。總之，要使H型鋼具有趣好的外形和性能，就必須嚴(yán)格軋制工藝中的塑性形變，選擇最佳終軋溫度和冷卻速度。

當(dāng)以連鑄坯為原料時，H型鋼的性能將受到塑性變形程度、夾雜物分布、加熱溫度、終軋溫度、冷卻強(qiáng)度等因素的影響。

(8)用于建筑業(yè)的H型鋼，通常采用低碳或超低碳合金鋼。具體鋼種則根據(jù)最終用途而定。