高强度钢报告11

1、高强度钢高强度钢 1 1 高强汽车用钢的发展 2 2 高强汽车用钢的研究现状 3 3 高强钢在建筑工程中的应用 4 4高强钢在建筑工程中的研究现状 高强度钢可有效减轻汽车自重、提高机械工作效率及使用寿命等优 点，已被广泛应用于机械结构件的制造。 高强汽车用钢的发展高强汽车用钢的发展 目前研究表明，汽车质量每下降10%，油耗下降8%，排放 下降4%。钢铁材料是目前汽车制造应用比例最大的原材料, 当 钢板厚度分别减小0.05、 0.10 和 0.15 mm 时, 车身减重分 别6% 、12% 和 18%。 可见增加钢板强度可以减小板厚进而减轻车重。另一方面 采用高强度钢板，也提高了汽车车体的抗凹陷

2、性、耐久强度和 变形冲击强度。因此汽车轻量化的首选材料是高强度钢。 第一代汽车钢板合金含量小于5%，一般小于3%。抗拉强度 为2702000 MPa。第一代汽车钢板涵盖了目前批量应用的所有 汽车用钢板，包括软钢板、HSLA钢板、HSS钢板、AHSS钢板 及热成形钢板等。 但其塑性随强度升高而显著降低， 具有较低的强塑积，无 法满足汽车工业未来发展要求。 高强汽车用钢的研究现状高强汽车用钢的研究现状 第二代汽车用钢板添加Cr、Ni、Mn、Si和Al等合金元素，总合 金含量在25%左右，抗拉强度8001100MPa，第二代汽车用钢与第一 代相比，其强塑积有了大幅提高，且具有较高的碰撞吸能能力和良

3、好的成形性。 但由于在第二代汽车用钢中添加了大量的合金元素，导致成本高， 工艺性能差及冶金生产困难大，从而在工业生产中难以得到很好的 推广与应用。 第三代汽车钢板合金含量一般在3%10%，抗拉强度在 6001600 MPa。优良的性价比、低成本和高强塑积是第三代汽 车钢板开发的基本定位。 为达到该目标，其理想组织应是具有TRIP或TWIP效应的亚 稳奥氏体组织，基体应是马氏体、回火马氏体或亚微米甚至是 纳米晶组织。这类钢中包括Q&P钢、TG钢和Bhadeshia等人开发 的超级贝氏体TRIP钢（SB-TRIP）等，部分钢种已在工业试制或 试应用之中。 针对汽车用高强钢随着强度的增加, 塑性和成

4、形性能显 著下降, 开裂、起皱、回弹、模具磨损和焊接等问题明显增 加, 以及如何进一步提高抗冲撞能量吸收值等关键问题, 从 高强钢的冶金与材料工艺原理出发, 研究的热点主要在以下 几个方面： 新的合金化设计：在洁净钢的基础上，进行Nb、Ti、B 等的微 合金化优化设计等； 新的材料组织结构设计：细晶与超细晶，复相组织结构及其强 韧化等； 结合先进热轧与控冷技术、连续退火与快速冷却技术、纳米尺寸 析出粒子的冶金工艺控制； 高强钢的表面控制技术及焊接控制，如高强钢板的表面质量控制、 涂镀层界面结合与控制、高质量快速点焊、激光焊等； 近年来，随着钢材生产工艺的进步及一大批重点工程，标志性建筑 的兴建

5、，高强度结构钢在建筑工程中的应用逐渐增长。 高强钢在建筑工程中的应用高强钢在建筑工程中的应用 德国柏林Sony center大楼采用了 S460钢材和S690钢材 高强钢的建筑应用不仅为工程建设节约资金，还能为大型及复杂 结构提供更为合理的解决方案，其优点如下： 1. 在建筑工程中应用高强结构钢，能够减小构件的截面尺寸，相应 地减小焊缝尺寸，改善焊缝质量，提高结构疲劳使用寿命；采用高强 钢可有效降低结构自重，降低钢结构构件的运输和施工安装的费用， 并创造更大的建筑使用空间，减少上部结构对基础的作用力，可减小 结构的地震作用，使得抗震结构设计更为合理。 虽然高强钢具有上述优点，但高强钢的应用仍受

6、到诸多方面的限制。 研究表明：随着钢材屈服强度的提高，而断后伸长率减小，延性变差， 高强钢应力-应变曲线中屈服平台长度缩短甚至消失，高强钢的应变强化 效应不明显等。 目前，很多国内企业在借鉴国外经验和技术的基础上，已着手开发 适合中国国情的建筑结构用高强钢，并进行了一定的工程实践和示范， 但是与国外发达国家相比还存在着较大差别，还有大量的技术应用问题 需要研究和解决。 现有钢结构规范是否适用于高强钢构件的设计成为亟待解决的问题； 弹性工作阶段，初始残余应力与初始几何缺陷对高强钢构件稳定性和承 载力的影响需要进一步研究；塑性工作阶段，要着重研究高强钢结构基 本构件的变形能力与连接性能，确保构件有足够的变形能力以使结构实 现内力重分布，并确保结构在强力作用下形成合理的耗能机制。 高强钢在建筑工程中的研究现状高强钢在建筑工程中的研究现状 针对高强钢在建筑工程应用中所面临的问题，从材料构件层次到 结构体系层次，需对以下几个方面开展研究： 各种基本构件的承载力研究； 受弯构件 的滞