结构钢的性能及炼钢加工的影响外文翻译资料
2022-08-06 09:53:11
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第一节
结构钢的性能及炼钢加工的影响
R.L.Brockenbrough，P.E.
总裁，R.L.Brockenbroughamp;Associates，Inc.，
宾夕法尼亚州匹兹堡
本节介绍并讨论在设计和施工中具有重要意义的结构钢的性能。设计人员应熟悉这些特性，以便能够为每种应用选择最经济的合适钢材组合，并高效、安全地使用材料。根据当代实践，本节中所述钢材的名称为ASTM（宾夕法尼亚州西康舍霍肯巴尔港100号，19428）的相应规范。例如，ASTM A588“高强度低合金结构钢规范”所涵盖的所有钢材都称为A588钢。
1.1结构用结构型钢和钢板
可按化学成分、拉伸性能和制造方法分类为碳钢、高强度低合金钢（HSLA）、热处理碳钢和热处理结构合金钢。图1.1显示了每种钢的典型应力-应变曲线，以说明四种钢的强度等级增加。这种范围广泛的指定最小强度以及其他材料特性的可用性，使设计师能够选择一种经济的材料，为每个应用程序执行所需的功能。表1.1列出了每种分类中使用最广泛的钢，其形状和板材的规定强度。这些钢是可焊接的，但每种钢的焊接材料和程序必须符合批准的方法。每种钢材的焊接信息可从大多数钢材生产商处获得，也可在美国焊接学会的出版物上获得。
1.1.1碳钢
如果（1）合金元素所规定的最大含量不超过：锰酸-1.65%，硅0.60%，铜，则钢可分为碳钢0.60%；（2）铜的规定最小值不超过0.40%；以及（3）为获得所需合金化效果而添加的其他元素未规定最低含量。
A36钢是桥梁、建筑和许多其他结构用的主要碳钢。这种钢在所有结构形状和厚度不超过8英寸的板中提供了36 ksi的最小屈服点。
A573是表1.1中列出的另一种碳钢，有三种强度等级可用于提高缺口韧性非常重要的板材应用。
1.1.2高强度低合金钢
那些规定的最小屈服点大于40 ksi并在热轧条件下达到该强度的钢，而不是通过热处理，称为HSLA钢。由于这些钢的强度比碳钢稍有提高，价格适中，因此在各种应用中都是经济的。
A242钢是一种耐候钢，在耐大气腐蚀性最重要的地方使用。符合本规范的钢通常具有至少四倍于结构碳钢的耐大气腐蚀性能。然而，当需要时，可以选择钢来提供5到8倍于结构碳钢的耐大气腐蚀性。在厚度不超过3/4且结构形状较轻的板中，可提供50 ksi的规定最小屈服点。如表1.1所示，它在较厚的截面上具有较低的屈服点。
A588是用于结构工程的主要耐候钢。它在厚度不超过4英寸的板和所有结构截面中提供50 ksi屈服点；在较厚的板中提供较低屈服点。规范中包括了几个等级，允许使用钢铁生产商开发的各种成分来获得规定的性能。这种钢的抗大气腐蚀能力是结构碳钢的四倍。
表1.1结构型钢和钢板的规定最低性能
|
美国材料试验学会 |
板厚范围 (英寸) |
ASTM结构形状组 |
屈服应力，ksi |
抗拉强度，ksi |
延伸率，% |
|
|
2英寸 |
8英寸 |
|||||
|
A36 |
小于8 |
1–5 |
36 |
58–80 |
23–21 |
20 |
|
大于8 |
1–5 |
32 |
58–80 |
23 |
20 |
|
|
A573 |
||||||
|
58级 |
最大1 1frasl;2 |
32 |
58-71 |
24 |
21 |
|
|
65级 |
最大1 1frasl;2 |
35 |
65-77 |
23 |
20 |
|
|
70级 |
最大1 1frasl;2 |
42 |
70-90 |
21 |
18 |
|
|
高强度低合金钢 |
||||||
|
A242型 |
最大3frasl;4 |
1和2 |
50 |
70 |
21 |
18 |
|
最大3/4至1 1frasl;2 |
3 |
46 |
67 |
21 |
18 |
|
|
最大1 1/2至4 |
4和5 |
42 |
63 |
21 |
18 |
|
|
A588 |
最大值4 |
1-5 |
50 |
70 |
21 |
18 |
|
最大4至5 |
1-5 |
46 |
67 |
21 |
- |
|
|
最大5至8 |
1-5 |
42 |
63 |
21 |
- |
|
|
A572 |
||||||
|
42级 |
最大值6 |
1-5 |
42 |
60 |
24 |
20 |
|
50级 |
最大值4 |
1-5 |
50 |
65 |
21 |
18 |
|
60级 |
最大值1 1/4 |
1-3 |
60 |
75 |
18 |
16 |
|
65级 |
最大值1 1/4 |
1-3 |
65 |
80 |
17 |
15 |
|
65级 |
最大值 |
1-3 |
65 |
80 |
17 |
15 |
|
A992 |
1-5 |
50-65 |
65 |
21 |
18 |
|
|
热处理碳钢和HSLA钢 |
||||||
|
A633 |
||||||
|
A级 |
最大值4 |
42 |
63-83 |
23 |
18 |
|
|
C.D级 |
最大值2 1/2 |
50 |
70-90 |
23 |
18 |
|
|
最大2 1/2至4 |
46 |
65-85 |
23 |
18 |
||
|
E级 |
最大值4 |
60 |
80-100 |
23 |
18 |
|
|
最大4至6 |
55 |
75-95 |
23 |
18 |
||
|
A678 |
||||||
|
A级 |
最大值1 1/2 |
50 |
70-90 |
22 |
- |
|
|
B级 |
最大值2 1/2 |
60 |
80-100 |
22 |
- |
|
|
C级 |
最大值3/4 |
75 |
95-115 |
19 |
- |
|
|
最大3/4至1 1/2 |
70 |
90-110 |
19 |
|||
|
最大1 1/2至2 |
75 |
90-110 |
18 |
- |
||
|
D级 |
最大值3 |
75 |
90-110 |
18 |
- |
|
|
A852 |
最大值4 |
70 |
90-110 |
18 |
- |
|
|
A913 |
1-5 |
50 |
65 |
21 |
18 |
|
|
1-5 |
60 |
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||||
