半鎮(zhèn)靜鋼材料簡介

我國在五十年代就試生產(chǎn)半鎮(zhèn)靜鋼。從六十年代開始, 鞍鋼、武鋼、包鋼、首鋼、唐鋼等先后進一步開展半鎮(zhèn)靜鋼的研制工作, 但生產(chǎn)規(guī)模不大。武鋼從1965年開始,經(jīng)過不斷試驗研究, 已進入大量生產(chǎn)或工業(yè)性試生產(chǎn)的半鎮(zhèn)靜鋼, 有普通碳素半鎮(zhèn)靜鋼、輕軌半鎮(zhèn)靜鋼、高含錳量半鎮(zhèn)靜鋼、含妮低合金半鎮(zhèn)靜鋼。1965-1979年平均半鎮(zhèn)靜鋼產(chǎn)量約占鋼產(chǎn)量的3%, 鋼坯收得率平均比鎮(zhèn)靜鋼約高8%。

半鎮(zhèn)靜鋼為脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時有沸騰現(xiàn)象，但較沸騰鋼弱。這類鋼具有沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼的某些優(yōu)點，在冶煉操作上較難掌握，但是碳素鋼中此類鋼是值得提倡和發(fā)展的。

澆注前經(jīng)過中等程度脫氧處理，使鋼水在凝固過程中保持一定沸騰的鋼。脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。半鎮(zhèn)靜鋼的許多性能、特點，如鋼錠的純潔度、成分偏析、成材率、沖擊韌性、冷沖壓性能、焊接性能等都在鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。這種鋼含碳量一般低于0.25%的低碳鋼，可作為普通或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼使用。半鎮(zhèn)靜鋼表示方法是在鋼號后面加字母b，如10b，25b等 。

控制適當?shù)拿撗醵? 是決定半鎮(zhèn)靜鋼錠結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的關(guān)鍵。但是單純控制鋼中含氧量, 還不能滿足半鎮(zhèn)靜鋼脫氧工藝的需要,不能把半鎮(zhèn)靜鋼的含氧量, 當作決定鋼錠結(jié)構(gòu)的唯一因素。這是考慮到碳、氧之間的反應(yīng), 不但決定于氧含量, 而且與鋼中碳、氧、硅、錳和其它脫氧元素之間的平衡有關(guān), 與鋼水中的氫、氮含量也有影響。半鎮(zhèn)靜鋼脫氧時, 硅的調(diào)整很重要。鋼中碳、錳含量增加, 硅的含量應(yīng)隨之降低, 當鋼中碳、氫含量提高時, 硅的含量應(yīng)適當增加在慢速澆注的情況下, 硅的含量應(yīng)隨之提高, 采用雋禪澆注時, 硅的含量應(yīng)適當降低即, 這樣才能保持脫氧度的穩(wěn)定, 使鋼錠達到“ 平衡” 。

武鋼半鎮(zhèn)靜鋼脫氧時, 考慮到澆注速度偏慢(約的澆注線速度在30mm/min左右), 為了控制鋼錠表皮氣泡, 保持軋后良好的表面, 鋼中含硅量控制稍高。但在實際操作中, 由于多種原因沒有嚴格控制硅含量, 往往使脫氧度不穩(wěn)定。隨著近年來注速逐漸加快, 硅含量應(yīng)進一步降低。根據(jù)108罐B5b半鎮(zhèn)靜鋼初軋開坯切損調(diào)查, 得出隨著硅含量的增加, 鋼坯切損率增加, 而鋼中適宜的硅含量應(yīng)控制在0.07%以下 。

半鎮(zhèn)靜鋼采用快速澆注, 有利于減少和防止模內(nèi)鋼液結(jié)膜翻皮, 便于控制鋼錠表皮氣泡, 使鋼錠達到“ 平衡” 狀態(tài)。

武鋼生產(chǎn)半鎮(zhèn)靜鋼, 初期曾采用40mm小水口, 以后逐漸擴大為55mm、65mm。用65mm水口澆注, 前兩組模內(nèi)可以防止結(jié)膜翻皮現(xiàn)象, 后四組卻不能消除結(jié)膜翻皮, 說明注速還不適應(yīng)半鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)的需要。由于整罐鋼不能保證快速澆注, 使翻皮在鋼錠頭部容易形成夾渣, 造成鋼錠開坯剪切頭部時, 出現(xiàn)“ 流渣” 現(xiàn)象, 因而增加了切頭率。對這個問題, 作過工藝性的研究,當下注線速度控制大于400mm/min時, 沒有出現(xiàn)“ 流渣” , 隨著注速減慢, “ 流渣” 廢品增加。

多年來, 過去半鎮(zhèn)靜鋼大都用于生產(chǎn)普通碳素鋼, 隨著低合金半鎮(zhèn)靜鋼的發(fā)展, 說明半鎮(zhèn)靜鋼已進人一個新的領(lǐng)域, 有著廣闊的發(fā)展前途。

在我國, 應(yīng)該合理地使用鋼材, 不能片面強調(diào)增加鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)比例, 而忽視擴大半鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)。國外半鎮(zhèn)靜鋼早已大量用于重要的建筑結(jié)構(gòu)和機械制造方面。我國半鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)經(jīng)驗雖還不充分, 但根據(jù)多年來我國已有的半鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)和使用經(jīng)驗, 當前對輕軌、鋼筋、礦井支柱、鍋爐支架、礦車、軌道衡、一般建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件、中低壓石油化工壓力容器、屋面板、民用中小型鋼和普通鋼板等, 采用半鎮(zhèn)靜鋼是完全合理的。

隨著今后積累更多的經(jīng)驗, 可以將半鎮(zhèn)靜鋼的使用范圍逐步擴大。建議上述鋼材的使用部門, 盡量采用半鎮(zhèn)靜鋼, 鋼廠要保證按規(guī)定的使用性能交貨。建議逐步制訂半鎮(zhèn)靜釩的國家標準。合理調(diào)整半鎮(zhèn)靜鋼材的價格,使用戶在采用半鎮(zhèn)靜鋼時得到經(jīng)濟利益 。

半鎮(zhèn)靜鋼為脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時有沸騰現(xiàn)象，但較沸騰鋼弱。這類鋼具有沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼的某些優(yōu)點，在冶煉操作上較難掌握。

①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼,可讀作45鋼。

②錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標出，例如50Mn。

③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號最后特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。

熱軋鋼筋Ⅰ級鋼筋

其強度等級為24/38公斤級，是用鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼或沸騰鋼 3號普通碳素鋼軋制的光圓鋼筋。它屬于低強度鋼筋，具有塑性好、伸長率高（δ5在25%以上）、便于彎折成型、容易焊接等特點。它的使用范圍很廣，可用作中、小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋，構(gòu)件的箍筋，鋼、木結(jié)構(gòu)的拉桿等。盤條鋼筋還可作為冷拔低碳鋼絲和雙鋼筋的原料。

熱軋鋼筋Ⅱ級鋼筋

Ⅱ級鋼筋　用低合金鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼軋制，以硅、錳作為固溶強化元素。Ⅱ級鋼筋強度級別為34(32)/52(50)公斤級，其強度較高，塑性較好，焊接性能比較理想。鋼筋表面軋有通長的縱筋和均勻分布的橫肋，從而可加強鋼筋與混凝土間的粘結(jié)。用Ⅱ級鋼筋作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋，比使用Ⅰ級鋼筋可節(jié)省鋼材40～50%。因此，廣泛用于大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如橋梁、水壩、港口工程和房屋建筑結(jié)構(gòu)的主筋。Ⅱ級鋼筋經(jīng)冷拉后，也可用作房屋建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力鋼筋。

熱軋鋼筋Ⅲ級鋼筋

Ⅲ級鋼筋主要性能與Ⅱ級鋼筋大致相同，強度級別為38/58公斤級。Ⅲ級鋼筋改稱HRB400級鋼筋。簡單的說，這兩種鋼筋的相同點是：都屬于普通低合金熱軋鋼筋；都屬于帶肋鋼筋（即通常說的螺紋鋼筋）；都可以用于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中。

熱軋鋼筋Ⅳ級鋼筋

Ⅳ級鋼筋　其強度級別為55/85公斤級,用中碳低合金鎮(zhèn)靜鋼軋制，其中除以硅、錳為主要合金元素外，還加入釩或鈦作為固溶和析出強化元素，使之在提高強度的同時保證其塑性和韌性。Ⅳ級鋼筋表面也軋有縱筋和橫肋，它是房屋建筑工程的主要預(yù)應(yīng)力鋼筋。Ⅳ級鋼筋在使用前應(yīng)由施工單位進行冷拉處理,冷拉應(yīng)力為750兆帕，以提高屈服點，發(fā)揮鋼材的內(nèi)在潛力，達到節(jié)約鋼材的目的。經(jīng)冷拉的鋼筋，其屈服點不明顯，因此設(shè)計時以冷拉應(yīng)力統(tǒng)計值（冷拉設(shè)計強度）為依據(jù)。但冷拉過的鋼筋經(jīng)數(shù)月自然時效或人工加溫時效后，鋼筋又會出現(xiàn)短小的屈服臺階，其值略高于冷拉應(yīng)力，同時鋼筋有變硬趨勢，此現(xiàn)象稱作“時效硬化”。因此，鋼筋冷拉時在保證規(guī)定冷拉應(yīng)力的同時，要控制冷拉伸長率不過大，以免鋼筋變脆。Ⅳ級鋼筋含碳量較高，對焊時一般采用閃光－預(yù)熱－閃光焊或?qū)负笸姛崽幚淼墓に?，以保證對焊接頭，包括熱影響區(qū)不產(chǎn)生淬硬性組織，防止發(fā)生脆性斷裂。Ⅳ級鋼筋的直徑一般為12毫米，廣泛用于預(yù)應(yīng)力混凝土板類構(gòu)件以及成束配置用于大型預(yù)應(yīng)力建筑構(gòu)件（如屋架、吊車梁等）。熱軋Ⅳ級鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋使用時，尚需冷拉、焊接,其強度還偏低,需要進一步改進。

熱軋鋼筋精軋螺紋鋼筋

為了解決大直徑、高強度預(yù)應(yīng)力鋼筋的連接和錨具問題，已研制成功精軋螺紋鋼筋。它是在鋼筋表面直接軋出不帶縱筋而橫肋為梯形螺扣外形的鋼筋,可用連接套筒接長,用專用螺帽作為錨具。這種鋼筋已在大型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等中使用，獲得成功。