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随着建筑事业的发展,钢结构建筑在迅速增加。单纯的钢结构建筑具有重量轻、施工快、空间大等优点,但防火性能差,为了提高钢结构抵抗火灾的能力,除了喷涂很厚的耐火涂层进行保护,这样就使得建筑成本增加、并延长工期、减少室内使用面积。治本的办法还是提高钢本身的耐火性。耐火钢正是应这种要求而产生的。
本文以马钢生产的耐火H型钢和Q345BH型钢为试验原料,进行了对比试验研究。在力学性能方面,主要完成了两种钢的高温拉伸试验和高温持久两项力学性能测试;在微观组织方面,通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察了两种钢的微观组织。详细分析了耐火H型钢和Q345BH型钢力学性能和微观组织的差异,力学性能的差异包括高温抗拉、屈服强度和屈服现象的差异、高温持久断裂时间的差异、弹性模量、屈强比等的差异,探讨了它们各自组织对其力学性能的影响机制和它们组织差异引起的其力学性能的差异。
试验结果表明,耐火H型钢MGFR490B的组织为多边形铁素体+珠光体+贝氏体混合多相组织,此种组织在高温下能保持很好的稳定性,由于耐火H型钢添加了Mo、Nb、Cr、Ni等合金元素并能在高温下析出合金碳化物,获得了比Q345BH型钢高得多的高温抗拉强度和高温屈服强度,600℃下耐火H型钢的屈服强度大于室温屈服强度的2/3,Q345BH型钢400℃屈服强度就降到了其室温屈服强度的2/3。耐火H型钢MGFR490B的室温屈强比小于0.8并能在高温下保持屈强比小的波动范围,这与耐火钢特殊的软硬相混合组织特征和添加的合金元素有关。耐火H型钢MGFR490B在600℃高温下能保持高的强度并且其持久断裂时间超过3h,满足耐火钢的性能指标要求。