吳橋盈豐鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件制造有限公司
主營產(chǎn)品: 鑄鋼節(jié)點, 鑄鋼件, 鋼鑄件, 鑄鋼索鞍, 鑄鋼支座
重慶優(yōu)質(zhì)工廠加工鑄造環(huán)保型鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件
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主營產(chǎn)品
鑄鋼節(jié)點材料
大型體育場館上部建筑中節(jié)點件是關(guān)鍵件,是上部各部件連接中樞,是使整個穹頂聯(lián) 接天衣無鐘、美觀、自然的關(guān)鍵,本文著重對節(jié)點用材料進行分析,為節(jié)點件的制造提供較為明確關(guān)注點。
1.前言
在當(dāng)今的大型體育場館、劇院、展覽館等 大跨度頂部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜鏈接中大多采用鑄鋼節(jié) 點。鑄鋼是鋼品種中很重要組成部分,鑄鋼件 既有液態(tài)成型的一切長處,又可保有各種鋼所 特有的優(yōu)異性能。鑄鋼按化學(xué)成分主要分為鑄 造碳鋼和鑄造合金鋼,其中有些鋼種,有些零 件本身性能特點,不可能用機加工、焊接、軋制、 鍛造等手段獲得,只能用鑄造方法。節(jié)點產(chǎn)品 就屬于只能用鑄造方法加工的產(chǎn)品。鑄鋼節(jié)點 用鋼要求低硫磷含量,高純凈度和高的低溫沖 擊性能,屈服強度 >300Mpa,抗拉強度=500- 650MPa,伸長率 A 3 22%,沖擊功(J/-40C) >270本文從節(jié)點材料的熱處理性能及鑄造性能 入手論證節(jié)點選材的可行性。
2.實際應(yīng)用舉例
以伊拉克AL-MENNA體育場節(jié)點為例:首先,節(jié)點外型復(fù)雜,有五個聯(lián)接用法蘭, 有八個形狀復(fù)雜的索槽。其次,節(jié)點材料屬于低碳低合金焊接結(jié)構(gòu)碳鋼,此材料使用鑄造工 藝可提高效率、節(jié)約成本。節(jié)點產(chǎn)品使用環(huán)境 特殊,要求使用壽命長、不易更換、安全系數(shù)高、 抗震。所以材料抗拉強度、屈服強度、延伸率、 抗沖擊性能等綜合性能要有嚴(yán)格要求,從而對 化學(xué)成分也有嚴(yán)格規(guī)定。
伊拉克心網(wǎng)體育場整體效果圖索夾節(jié)點放大圖
3.節(jié)點制造用鑄造合金鋼G20Mn5QT
3. 1 G20Mn5QT的熱處理性能
本件含碳量在0.2%左右,在熱處理中達到 正火溫度后,也就是使組織達到Y(jié)相區(qū),此時基 本組織為Y相或者說奧氏體,隨著溫度降低,組 織向a相轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變?yōu)閍鐵,但是Mn和Ni都 有擴大Y相區(qū)的作用,能使在常溫下獲得奧氏體 組織,所以含碳0.2%的鋼通過正火、回火處理 后,組織存在相當(dāng)數(shù)量的奧氏體和鐵素體,所以 材料具有很好的延伸率和沖擊韌性。Mn、Ni不僅有擴大Y相區(qū)的作用,并都有提高強度的作用。 鐵素體、奧氏體自身的強度都比較低,都不超過 400MPa,但是由于有Mn、Ni、Si的存在,使機械 性能得到改善,強度提高,綜合性能滿足上表要求。
合金元素的存在狀態(tài)有多種:①合金元素以 原子狀態(tài),固溶于鐵素體、奧氏體。②元素部分 與碳形成碳化物。③與鋼中的0、N、S化合,形 成非金屬夾雜物。④有的元素以游離狀態(tài)存在。 本產(chǎn)品的特點是低碳、低硫、低磷。再加血、 Ni、Si自身特點,所以Mn、Ni、Si在合金組織 中的存在形式是以固溶于鐵素體、奧氏體為主。 Mn不僅有擴大Y相區(qū),形成無限固溶體,對鐵 素體及奧氏體均有較強的固溶強化作用,與S形 成熔點較高的MnS,可防止因FeS而導(dǎo)致的熱脆 現(xiàn)象,降低鋼的下臨界點,增加奧氏體冷卻時的 過冷度,細化珠光體組織以改善鋼的機械性能, 為低合金鋼的重要合金元素之一,并為無Ni及 少Ni奧氏體鋼的主要奧氏體化元素。Ni擴大Y 相區(qū),形成無限固溶體,在a鐵中最大溶解度 約10%,不形成碳化物,細化鐵素體晶粒,在強 度相同條件下,提高鋼的塑性和韌性,特別是低 溫韌性,為主要奧氏體形成元素,并改善鋼的耐 腐蝕性能。Si有縮小y相區(qū),形成Y相圈作用, 在a鐵及丫鐵中溶解度分別為18. 5%及2. 15%, 不形成碳化物,對提高鋼的綜合性能,特別是彈 性極限有利,可增強在自然條件下的耐蝕性。P 縮小Y相圈,與S、Mn聯(lián)合使用增強鋼的被切 削性,在鋼中偏析嚴(yán)重,增加鋼的回火脆性及冷 脆敏感性,但本產(chǎn)品中P、S含量很低,其作用 也很低,所以S、P在本產(chǎn)品中的作用可不作討論。
3.2 G20Mn5QT的鑄造性能
合金元素對鑄造性能具有影響,首先是C, C有利于改善鋼水的流動性,但本產(chǎn)品C含量低, 只有0.2%,所以對鋼水的流動性不利。Si能 降低熔點,改善流動性,本產(chǎn)品含硅量為0.6%, 含量不高,Si有良好的脫氧作用,鋼水流動性 會有所改善,Mn有縮小結(jié)晶范圍,提髙流動性 的作用,但Mn增加體收縮和線收縮,增加冷、 熱裂傾向。P能改善流動性,但也增大冷、熱裂 傾向,S降低流動性,增大冷熱裂傾向,本產(chǎn)品P、 S含量很低,影響自然比較小。但綜合上述影響 比較大的當(dāng)屬C、Si、Mn,綜合比較,鑄造性能 不屬于很不好,只要合理設(shè)計鑄造工藝,嚴(yán)格 執(zhí)行工藝要求,就能生產(chǎn)出性能合格、外觀完 美的節(jié)點產(chǎn)品。
3.3采用鑄造合金鋼的優(yōu)點
鑄鋼件不論其重量大小,批量多少,均易 于按設(shè)計者的構(gòu)思制成具有合理外形和內(nèi)部輪 廓、剛度高、形狀復(fù)雜且應(yīng)力集中不顯著的零件。 單件或小量生產(chǎn)時,可用木模具或聚苯乙烯氣化 模具,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短,生產(chǎn)成本低。批量生產(chǎn) 時,可用塑料或金屬模具,并用適當(dāng)?shù)脑煨凸に嚕?/font> 是鑄件具有符合要求的尺寸精度和表面質(zhì)量。這 些優(yōu)點是用其他方法制作難以達到的。
重慶優(yōu)質(zhì)鑄鋼廠加工鑄造環(huán)保型鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件
4.結(jié)論
節(jié)點產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,要求嚴(yán)格,是因為 它的重要。對于如此重要的產(chǎn)品要了解每一個細 節(jié),對元素的含量及作用要了解,對它的性能要 了解,對它的使用及環(huán)境要了解,總之,對所有 應(yīng)了解的東西都了解后,才能設(shè)計合理的鑄造工 藝,和合理的澆注系統(tǒng)。每個產(chǎn)品都可以設(shè)計出 多種工藝方案,每一種方案都能生產(chǎn)出合格鑄件, 但哪種方案成品率高,節(jié)約工時材料,降低成本, 提高效率,區(qū)別可能是很大的,所以我們要分析 產(chǎn)品,從產(chǎn)品的每一個細節(jié)著手,包括材料,外形, 精度要求等等,根據(jù)各廠條件制定出一套完整、 可行、好的工藝?綜上所述采用G20Mn5QT作為 節(jié)點材料,經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚硗耆軌蜻_到節(jié)點 的機械性能要求,通過合理的鑄造工藝也能生產(chǎn) 出高品質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點鑄件。