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提高H型钢性能

H型钢作为结构用材料，广泛应用于高层建筑、工业厂房、码头'桥梁、地下巷道等大型工程。的要求，H型钢应具备如下性能：

(1)良好的可焊性；(2)高的抗张强度和屈服强度；(3)高的抗疲劳强度；(4)良好的抗断裂韧性；(5)均匀的材料强度与塑性。

有关金属材料的研究告诉人们，提高H型钢性能的冶金途径主要有以下八条：

(1)关于提高H型钢的强度，可以通过增加碳含量使珠光体量增加，从而达到提高材料抗张强度的目的。但为使材料不因碳含量提高而损害材料的可焊性和抗断裂强度，一般其碳含量上限不超过0.2%。

(2)向钢中添加合金元素，如硅、锰、铬、镍等，利用合金元素在铁素体中的固溶强化作用，也可显著提高金属材料的强度。但合金元索的加入也会使材料的可焊性变差，一般认为加入的合金元素总量应限定在1.5%以下。

(3)通过热处理，借助马氏体转变，可提高金属材料的强度和硬度。

(4)通过冷加工变形，提高金属晶体的位错密度，从而提高强度。

(5)铌、钒、钛等合金元素的沉淀硬化作用对铁素体晶粒直径的影响与终轧温度有关，终轧温度越低，晶粒直径越小，沉淀硬化作用越大，尤其足铌和钒。而且沉淀硬化可使金属材料的屈服强度提高，同时可以降低金属的脆性转变温度。金属的韧性很大程度E取决于其硫的含量和硫化物夹杂的种类。欲使钢材具有良好的韧性，其硫含量应控制在0.0029%以下，同时要控制硫化物和氧化物形状。

(6)通过晶粒再结晶，尤其是加入有利于晶粒细化的元素，如铌、钛、钒等，均可促使晶粒细化，使屈服强度提高，韧性改善。对锯而言，其最大加入量为0.03%~0.04%。

(7)对H型钢而言，控制轧制是提高其性能的主要手段。

世界各国的有关研究指出，对于普通碳紊钢及低舍金钢钢材，其性能主要取决于终轧温度、变形程度和晶粒尺寸。低的终轧温度可以提高其抗断裂强度。实验表明，终轧温度每低10℃，屈服强度可以增加13MPa，抗张强度增加10MPa。增加金属的变形程度有利于其韧性的提高。而微量台金元素的作用则是通过晶粒细化和沉淀硬化来使钢材强韧化。在H型钢轧制过程中，控制冷却是提高钢材性能的简单易行的办法。通常是控制万能精轧机前的冷却，使从万能粗轧机过来的轧件温度从大约1050～1100℃降到850℃，然后再送人万能精轧机轧制。从1050℃降到850℃，大约需要120s。通常采用气水冷却，喷雾时间与空冷时间为1：3。冷却装置安放在万能粗轧机后的工作辊道旁，喷嘴在高度和宽度上可以调整。在万能精轧机后的冷却，对H型钢残余应力水平的控制更为关键。H型锕这时要从850℃降到80℃，大约需要110s。为使整个断面温度均匀降低，还要对H型钢的腿部进行冷却。通常也是采用喷雾冷却，同时在冷床上采用空冷，使其腰、腿温差变小。如控制不当，常常会出现腰部波浪或腿部波浪，或很大的残余内应力。总之，要使H型钢具有趣好的外形和性能，就必须严格轧制工艺中的塑性形变，选择最佳终轧温度和冷却速度。

当以连铸坯为原料时，H型钢的性能将受到塑性变形程度、夹杂物分布、加热温度、终轧温度、冷却强度等因素的影响。

(8)用于建筑业的H型钢，通常采用低碳或超低碳合金钢。具体钢种则根据最终用途而定。