鑄鋼相貫節(jié)點(diǎn)是我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)中新興的一種節(jié)點(diǎn)形式，特別是近幾年來(lái)，隨著鑄造工藝的不斷提高， 鑄鋼相貫節(jié)點(diǎn)以其合理性與適用性越來(lái)越受到工程 界的關(guān)注.在一些大跨度結(jié)構(gòu)中，如廣州國(guó)際會(huì)展中 心、上海新國(guó)際博覽中心、重慶奧林匹克體育中心工 程中的一些受力大、構(gòu)造復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)都采用了該種 節(jié)點(diǎn)形

在當(dāng)今的大型體育場(chǎng)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(diǎn)。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(zhǎng)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(diǎn)，不可能用機(jī)加工、焊接、軋制、 鍛造等手段獲得，只能用鑄造方法。節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品 就屬于只能用鑄造方法加工的產(chǎn)品。鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(qiáng)度大于300Mpa,抗拉強(qiáng)度在500- 650MPa之間,伸長(zhǎng)率大于22%,沖擊功大于270。

G20Mn5QT的熱處理性能

本件含碳量在0.2%左右，在熱處理中達(dá)到 正火溫度后，也就是使組織達(dá)到Y(jié)相區(qū)，此時(shí)基 本組織為Y相或者說(shuō)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(kuò)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(guò)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(kuò)大Y相區(qū)的作用，并都有提高強(qiáng)度的作用。 鐵素體、奧氏體自身的強(qiáng)度都比較低，都不超過(guò) 400MPa,但是由于有Mn、Ni、Si的存在，使機(jī)械 性能得到改善，強(qiáng)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(diǎn)是低碳、低硫、低磷。再加血、 Ni、Si自身特點(diǎn)，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(kuò)大Y相區(qū)，形成無(wú)限固溶體，對(duì)鐵 素體及奧氏體均有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，與S形 成熔點(diǎn)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(diǎn)，增加奧氏體冷卻時(shí)的 過(guò)冷度，細(xì)化珠光體組織以改善鋼的機(jī)械性能， 為低合金鋼的重要合金元素之一，并為無(wú)Ni及 少Ni奧氏體鋼的主要奧氏體化元素。Ni擴(kuò)大Y 相區(qū)，形成無(wú)限固溶體，在a鐵中最大溶解度 約10%,不形成碳化物，細(xì)化鐵素體晶粒，在強(qiáng) 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(duì)提高鋼的綜合性能，特別是彈 性極限有利，可增強(qiáng)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(qiáng)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。

 G20Mn5QT的鑄造性能

合金元素對(duì)鑄造性能具有影響，首先是C, C有利于改善鋼水的流動(dòng)性，但本產(chǎn)品C含量低， 只有0.2%,所以對(duì)鋼水的流動(dòng)性不利。Si能 降低熔點(diǎn)，改善流動(dòng)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(dòng)性 會(huì)有所改善，Mn有縮小結(jié)晶范圍，提髙流動(dòng)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(dòng)性，但也增大冷、熱裂 傾向，S降低流動(dòng)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(jì)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(diǎn)產(chǎn)品。

采用鑄造合金鋼的優(yōu)點(diǎn)

鑄鋼件不論其重量大小，批量多少，均易 于按設(shè)計(jì)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(shí)，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(shí)，可用塑料或金屬模具，并用適當(dāng)?shù)脑煨凸に嚕?/span> 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(diǎn)是用其他方法制作難以達(dá)到的。

節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求嚴(yán)格，是因?yàn)?/span> 它的重要。對(duì)于如此重要的產(chǎn)品要了解每一個(gè)細(xì) 節(jié)，對(duì)元素的含量及作用要了解，對(duì)它的性能要 了解，對(duì)它的使用及環(huán)境要了解，總之，對(duì)所有 應(yīng)了解的東西都了解后，才能設(shè)計(jì)合理的鑄造工 藝，和合理的澆注系統(tǒng)。每個(gè)產(chǎn)品都可以設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)細(xì)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(diǎn)材料，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚硗耆軌蜻_(dá)到節(jié)點(diǎn) 的機(jī)械性能要求，通過(guò)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(diǎn)鑄件。