2015版《公路钢结构桥梁设计规范》桥梁用结构钢的疑问

圆桌社干部... 发表于 2015-12-28 17:20:48 | 显示全部楼层 | 阅读模式
《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)里面钢材质量要求主要还是参考了GB/T 700和GB/T 1591,没有提GB/T 714,不理解规范基于什么考虑,目前车行桥都用桥钢吧。
% L) V6 A* q( g* y( S: X( s
精彩评论倒序浏览

7254查看4评论

suker 发表于 2016-1-28 11:00:55
个人认为GB/T 700和GB/T 1591和GB/T 714基本是一致的,基本就是牌号不一样而已
举报 回复
cjcc 发表于 2016-1-29 16:43:28
用Q345和Q345q的供货条件来比较一下,两本规范中对部分元素含量规定不同+ h+ Q# C4 @* m: c
QQ截图20160129154811.png   Z9 \% R4 t3 L( f; ^' s
QQ截图20160129154745.png
9 x/ g8 Z) ]+ @6 |. o/ V红字部分是对两本规范的比较。
8 r3 Y  e3 S! z0 I
一、钢中常存元素对钢性能的影响  
# D+ d( ^2 {& ^" F5 P钢材中除了主要化学成分铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、  2 K0 h( a% U( X
磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽然含量少,但  
0 t7 R& }. a2 W4 l1 b对钢材性能有很大影响:  # {: V4 A- o& O+ z2 H9 e# I
1、碳(C)  
0 _9 {- J+ ~( e4 ]1 H  H碳是钢中的主要元素,当钢中含碳量在 0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢材的强度  , s. i8 ^1 m; i% [! g0 K: ^
和硬度提高,而延伸率下降,塑性、韧性降低;但当含碳量在 1.0%以上时,随着含碳量的  
- _1 h5 E$ [0 T$ R增加,抗拉强度提高减缓,以致于随含 C 量增加而降低。随着含碳量的增加,钢材的焊接  
5 H- ]) s- Z' d7 G性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降),碳钢的耐腐蚀性降低,焊接性能和  
" |3 B: ]$ b4 |" [冷加工(冲压、拉拔)性能变坏。  

( x0 Y' t3 a2 |0 S0 S5 {* k* |
6 I1 m" A* S5 ?+ ~% W两本规范中Q345对应质量等级含碳量是相同的。0 H0 b- W; z$ Y5 a  \7 K! ^
2、锰(Mn)  
2 ^& d- K/ p' P锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的,是钢中的有益元素,锰在碳钢中的含量一般  
) ]* q: y! m/ P8 F* Y为0.25-0.80%,在具有较高含Mn 量的碳钢中,Mn 含量可以达到1.2%。锰具有很强的脱氧  5 t; x$ I: ]- c' p! h$ d/ U
去硫能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性,也可以和 S 结合形成 MnS,从而在相当  * A, ?9 V" P. Y0 @/ A8 M, k$ p
大程度上消除S 的有害影响,大大改善钢材的热加工性能,同时能提高钢材的强度和硬度。  
% W2 p$ [5 o8 ?+ U% i/ c钢中的 Mn,除一部分形成夹杂物(硫化锰及锰的氧化物),其余部分溶于铁素体和渗碳体  
1 e: E* x; `  \中。锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。  * z4 Y+ f4 f. q0 L$ ^
Mn 对碳钢的力学性能有良好影响,它能提高钢材的硬度、强度和耐磨性,在Mn 含量  
9 C5 _$ f# Y4 x* ?; V- n1 ]不高时,可稍提高或不降低钢的面缩率和冲击韧性,在碳钢的 Mn 含量范围内,每增加  
, Q- u- I# c, ^5 r$ s9 U. U0.1%Mn,大约使热轧钢材的抗拉强度增加 7.8-12.7 兆牛/米 2,使屈服点提高 7.8-9.8 兆牛/  ! a! Q+ V: l! p7 M
米2,伸长率减小0.4%。  
6 N1 e: N# J7 q# h4 y
5 A5 f" h' W8 U& g
两本规范中Q345 含锰的上限值相同,低合金钢规范未设下限。
+ j% }5 A# m$ v# o8 {. x) M- q, ?
3、硅(Si)  $ F) Y* a# T* u) `
硅是一种脱氧剂,脱氧作用比Mn 还强,在钢中的含量≤0.50%。Si 能增大钢液的流动  , Y9 S+ ^1 d, j1 f7 f) {5 g6 k/ W
性,碳钢中每增加0.1%的Si,可使热轧钢材的抗拉强度提高约7.8-8.8 兆牛/米2,屈服点提  * M9 o$ y- I6 W% W( {9 e. h( G
高约3.9-4.9 兆牛/米2,伸长率下降约0.5%,面缩率和冲击韧性下降不明显,但是Si 含量超  : }7 n9 o0 `' d4 j0 K
过0.8-1.0%时,则引起面缩率下降,特别是冲击韧性显著降低。Si 以硅酸存在于钢中,对钢  
( ^; u% P' o4 h* z2 \丝拉拔是有害的。  
; m* }. O, w2 r" H3 y  {" _  R% _' L
  H1 O& d4 Y  k# s9 }
桥钢的含硅上限值较大# u3 b6 u3 s3 X' Q- n6 A+ ~
4、硫(S)  
& R! |- |' v/ @1 |& O' D, h$ r一般来说,硫是有害元素,它主要来自生铁原料、炼钢时加入的矿石和燃料产物中的  
( B% A  R+ x+ C7 ~$ vSO2,炼钢时难以除尽。硫以硫化物夹杂的形式存在于固态钢中。  " t, W3 B6 p+ q
硫的最大危害是引起钢在热加工时开裂,即产生热脆,造成热脆的原因是由于硫的严重  2 b! Q) y# E- M  f6 z; A$ U
偏析。通过加入Mn 来避免钢中形成FeS,以防止热脆,Mn 比Fe 对S 有较在的亲和力,所  
4 G" k4 N" }! {. ]" L以钢液中S 与Mn 优先形成MnS。  
! H( ~# @$ B* P; ~- H" T硫通过形成硫化物夹杂而对钢的力学性能发生影响,增加钢中的含 S 量,使硫化物的  # |+ X4 t$ {- G) ~( q; |" f
含量增高,钢的范性和韧性将降低,同时钢材力学性能的方向性增大,钢的热加工性能变坏。  
  Q: y5 k1 d& X6 G; Q+ U0 T0 |硫对钢的焊接性能有不良影响,容易导致焊缝热裂,在焊接过程中,S 易于氧化生成  ' U7 N* F$ q+ S& Y
SO2,造成焊缝中产生气孔和疏松。  
0 A8 @+ w) q7 V硫能提高钢材的切削加工性,这是 S 的有益作用,所以在制造要求表面粗糙度较细而  : p# Z  t2 _/ H: e  S; `
  强度要求不十分严格的零件时,可采用含S 高的易切削钢。  

% B# r6 ?. }& s5 G0 N& i
1 g7 s! _  [* a桥钢的含硫量较小2 V+ S! b8 e; d. Z
5、磷(P)  - w* J, ^, X& {/ _! u
一般说来,P 是有害杂质元素,它来自于矿石和生铁等炼钢原料,炼钢时难以除尽。随  
, e0 w" O/ k7 ?6 g% t8 Y% E着磷含量的增加,钢材的强度、屈强比、硬度均提高,而塑性和韧性显著降低。特别是温度  
# b2 }/ }# }# w- s2 V1 B愈低,对塑性和韧性的影响愈大,显著加大钢材的冷脆性,P 的有害影响主要在此。P 能提  
1 M6 M, _6 p; Q) o4 b2 Q高切削性能和抗蚀性,故在易切削钢中可适当增加P 含量。  . ]( k& M! W: i( t9 z- m3 r1 |: @" j+ M
磷也使钢材的可焊性显著降低。但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性,故在低合金钢中可  
4 \# ~. c) l0 Y: m配合其他元素作为合金元素使用。  

( n6 [6 K* f# {3 V* x7 q+ O9 ]5 b: z2 H5 m0 O" i
桥钢的含磷量较小# e* p$ f/ ]) O: Z( O% s
6、氧(O)  
/ X2 g$ C7 m: N- p- y9 h4 U) i$ ?氧是钢中的有害元素。氧在钢中的溶解度很小,在钢中,氧几乎全部以氧化物的形式存  . n- X$ Y3 W4 J3 y* P' H
在,至于形成什么样的氧化物是由所加入的脱氧元素的种类和数量而定,钢种各种氧化物的  
% p- y. E; L: D  s3 P" D2 Q总量随着钢中含氧量增加而增加,含氧量对钢力学性能的影响夹杂对力学性能的影响实质上  & ]5 l5 W5 x  u+ s/ l
也就是氧化物夹杂对力学性能的影响,总的来说,随钢中含氧量增加,钢材的强度有所提高,  3 ]4 `. D, f" n4 ]
但钢的范性、韧性降低,氧化物夹杂使钢的耐腐蚀性、耐磨性降低,可焊性变差,使冷冲压  " ^+ x- n, a1 I8 C2 A8 m: D0 K
性、锻造加工性及切削加工性变坏。氧的存在会造成钢材的热脆性。  

, p$ \/ K4 V+ Q9 R" P: `& A$ m2 l, ~* x' q6 G$ t
两者均未示氧含量
# v6 F3 {% w# d9 U  A
7、氮(N)  ) c. X% R1 s! w+ Y% |* N% I8 u
钢中的N 来自于炉料,也来自于炉气中。氮对钢材性能的影响与碳、磷相似。  
& k7 t* y# L7 K( F5 }N 引起碳钢的淬火时效和形变时效,从而对碳钢的性能产生影响。由于N 的时效作用,  
: ?% O# M' ?! B钢的硬度、强度升高,范性和韧性降低,可焊性变差,冷脆性加剧对于普通低合金钢来说,  
/ B# c. m) l; u: |' P( Q( G时效现象是有害的,因而 N 是有害元素。氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利    K- B- t9 f) R$ p
影响,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用。向钢中加入足够数量的 Al,使之  
4 m1 t1 N7 p. V8 ^7 b除与O 结合外,还有有相当数量的 Al 溶解在固溶体中,通过热轧后的缓冷或 700-800℃保  
" H1 I$ J! m5 y% L. {温,能与N 结合形成AlN,减弱或完全消除在较低温度发生的时效现象。
1 [! \+ l+ M  ^' W
8 F0 O8 M3 Z6 d0 W  l8 U, N2 _
两者含氮量相同8 X: A9 V$ }/ x* `' p" S3 A
8、铝(Al)  
5 V. _6 T5 s3 F/ V- {- v" q  y2 \% G是作为脱氧剂加入钢中。碳钢中 Al 的含量一般小于 0.10%,加入钢中的 Al 部分与 O  , W. e7 m% H. F6 Q* l4 O
形成Al2O3 或含有的各种夹杂物,部分溶于固态铁中随加热或冷却条件的不同,形成AlN,  - F/ s- {5 ?# J' b8 z9 N
可阻止奥氏体晶粒的长大。  
/ S% q# o4 `( ^" e; W5 T/ j
5 @! H, E! k$ Q% V6 S; }
两者含铝量一致/ s5 ?5 f3 ?. `: I
9、钛(Ti)  , \* I3 }  n8 G! W# Y5 k$ G2 n  J
钛是强脱氧剂。钛能显著提高强度,改善韧性、可焊性,但稍降低塑性。钛是常用的微  ( U4 c& D1 i4 a: @% N( b
量合金元素。  

7 h! }. c& |5 W  r2 h/ u; B0 ?3 ]9 V5 G. `% b
合金钢规范中含钛量较大3 A# P3 r1 I$ W4 O! }7 B- E% [
10、钒(V)  
8 w. @1 P1 D2 a: E) H钒是弱脱氧剂。钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响,有效地提高强度,但有时也会增  
  z" o3 i' C3 U! ^: y4 s加焊接淬硬倾向,钒也是常用的微量合金元素。  

- i: z2 U! a( Z) k$ T) g& |
1 ]4 K3 Y$ h! s2 j' R合金钢规范中含钒量较大
% a$ I8 I/ J$ W9 R
11、其它杂质元素  5 I4 y6 x& V* v! H8 L
常见的有Ni、Cr、Cu 等,由废钢和矿石带入,一般控制在0.3%以下。Cu 对抗腐蚀有  7 t( I( q% {% Z. ?6 o5 f# S
良好作用,Cr 提高钢的淬透性、抗腐蚀稳定性和抗氧化性。  

! ]& y/ w4 `4 q9 U% _: o# C  C  p8 B
桥用钢规范中含 铬 铜较大,两者含镍一致
( \/ m6 V- N- P+ g7 u7 i+ S: d6 ]  Q2 _
其他方面比较:
6 Q  R2 w, V& K2 V) M$ `; ^: L% e  M7 i. `
        两本规范中对碳当量的要求,桥用钢更加要求更高一些,但合金钢规范中对适用的范围规定的更广
8 f' @2 e% b7 P! U热机械加工或热机械轧制加回火状态交货的钢材碳含量不大于0.12%时,可采用焊接裂纹敏感性指数Pcm代替碳当量评估钢材的可焊性。
2 F; \3 u1 }0 I1 u! d就这个指数而言,两本规范的要求基本一致。Q345和Q345q的pcm≤0.20%5 O! s3 X2 H1 x& G# _
, M; s2 y8 s- |( }
       钢材的拉伸性能方面,合金钢规范规定的更为详细,厚度分类划分了九档,桥钢规范仅划分了两档。
1 Q. j/ ?* D+ H0 k4 E, ^' s夏比V型冲击试验方面,试件及试验方法一致。桥用钢中冲击吸收能量的下限值更高一些,Q345q要求不小于47,而合金钢按照不同厚度分类,薄的不小于34,稍微厚一点的不小于27,没有桥规中严格。/ ~2 U# t+ M3 A+ z% b; R
2 @3 V+ ~% p+ O
% _6 p. {) s, W- a
1 j0 v% e; a8 t  R  i9 D. ~
举报 回复
cjcc 发表于 2016-1-29 16:48:09
附上两本规范:$ b9 C. e: X7 k/ U
GBT 714-2008 桥梁用结构钢.pdf (469.05 KB, 下载次数: 28) ; C1 Q) g3 N6 E9 E  _/ N; h
GBT 1591-2008 低合金高强度结构钢.pdf (714.14 KB, 下载次数: 31)
举报 回复
blueesea 发表于 2016-3-19 10:08:30
桥梁用结构钢的性能更好,我们设计的钢结构桥梁一般均采用桥梁结构钢
举报 回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

 
 
  • QQ:56984982
  • 点击这里给我发消息
    电话:13527553862
    站务咨询群桥头堡站务咨询桥梁专业交流群:
    中国桥梁专业领袖群
    工作时间
    8:00-18:00